Расположено на реке Тёплая (левом притоке реки Чардым), которая и дала имя селу.
Село основано в конце XVIII века.
В середине XIX века в селе функционировали церковь, три мельницы, овчарня.
В начале XX века в селе были две школы (церковно-приходская и земская), больница, врачебный пункт (амбулатория), почтово-телеграфная контора, собиралась ежегодная ярмарка (на Вознесение).
По сведениям 1859 года во владельческом селе Тёпловка (Пыркино, Дмитриевское) (при речке Тёплом Ключе) 2-го стана Саратовского уезда Саратовской губернии в 424 дворах проживали 1192 мужчины и 1197 женщин.
По состоянию на 1911 год в селе Тепловка (бывшее владение Воронцовых-Дашковых) Тёпловской волости Саратовского уезда Саратовской губернии в 519 дворах проживали 1434 мужчины, 1607 женщин, великороссы.
По данным Всероссийской переписи населения 2002 года в селе Тёпловка Тёпловского округа Новобурасского района проживали 1848 человек, преобладающая национальность — русские (79%)