La thermocline est une couche de transition thermique rapide entre les eaux superficielles et les eaux profondes.
En effet, dans les mers et océans, presque tous les rayons du soleil frappant la surface sont absorbés par la couche d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) superficielle qui se réchauffe alors. Le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) et les vagues font circuler cette eau, distribuant la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) de manière à peu près uniforme sur les premières dizaines de mètres de profondeur.
Au-dessous de cette couche, la temperature chute très rapidement, d'environ 20°C. C'est la fine couche de transition entre les deux que l'on appelle thermocline. Sous la thermocline, la temperature continue de chuter avec la profondeur mais de manière beaucoup moins prononcée. Dans les océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...), 90% de l'eau se situe au-dessous de cette thermocline à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) comprise entre 0 et 3°C.
Les plongeurs en tuba, peuvent observer également une thermocline de quelques degrés sur les premiers mètres d'eau principalement en été.
En lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il...) et en étang (Un étang (estang, latin stagnum) est une étendue d'eau stagnante, peu profonde, de surface...) existe aussi une thermocline. Celle-ci se comporte assez différemment qu'en mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.). En effet, on observe, deux fois par an, une inversion de couche entre niveau profond et niveau superficiel. Des micros-courants font couler la couche superficielle au printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le...) et au début de l'hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.), permettant la survie des poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18...) près du fond (eau plus fraiche et mieux oxygénée en été, et plus tempérée en hiver).