Thermocline

Dans les mers et océans, presque tous les rayons du soleil frappant la surface sont absorbés par la couche d'eau superficielle qui se réchauffe alors.
Le vent et les vagues font circuler cette eau, distribuant la chaleur de manière à peu près uniforme sur les premières dizaines de mètres de profondeur. Localement le zooplancton - quand il est assez abondant - contribue aussi au mélange des couches de température ou salinité légèrement différente, par ses migrations verticales qui se font de manière nycthémérale. Si les mouvements de convection ou de brassage sont faibles, la couche supérieure, moins dense et plus chaude, flotte littéralement sur la couche froide sous-jacente.

Plus en profondeur, sous cette couche, la température chute très rapidement, d'environ 20 °C en général. C'est la fine couche de transition entre les deux que l'on appelle « thermocline ».
Sous la thermocline, la température continue de chuter avec la profondeur mais de manière beaucoup moins prononcée.
Dans les océans, 90 % de l'eau qui se situe au-dessous de cette thermocline a une température comprise entre 0 et 3 °C.^{[réf. nécessaire]}

Les plongeurs peuvent également sentir une thermocline de quelques degrés sur les premiers mètres d'eau, principalement en été.

C'est également une information cruciale pour les sous-marins militaires, tout comme la halocline, car elle change drastiquement les caractéristiques du milieu, et notamment de la propagation des ondes sonores. Les sous-marins peuvent alors l'utiliser pour se cacher, ou prendre toute autre sorte d'avantage stratégiques sur leur adversaire. Ceux-ci ont tendance, après avoir repéré leur cible, à se cacher de l'autre côté de celle-ci, pour se dissimuler.

Il existe aussi une thermocline, appelé métalimnion, qui se comporte assez différemment d'en mer, avec deux fois par an, une inversion de couche entre niveau profond et niveau superficiel. Des micros-courants font couler la couche superficielle au printemps et au début de l'hiver, permettant la survie des poissons près du fond (eau plus fraîche et mieux oxygénée en été, et plus tempérée en hiver).