Les thermoclines sont des couches d'eau distinctes dans un océan ou un lac qui forment une transition entre l'eau mélangée plus chaude près de la surface et l'eau profonde beaucoup plus froide. Les variations météorologiques saisonnières, la latitude et la longitude et les conditions environnementales locales affectent la profondeur et l'épaisseur de la thermocline. La définition de la stratification verticale dans les plans d'eau crée des zones, y compris la thermocline, en fonction des différences de température, de salinité et de densité.
Les pêcheurs utilisent des thermoclines pour attraper du poisson; plongeurs, pour rester au chaud; sous-mariniers, pour échapper à la détection; et les climatologues, pour prévoir les conditions météorologiques mondiales, comme El Niño, qui se produit lorsque la thermocline du Pacifique oriental s'élève plus près de la surface de l'océan. Le calcul des thermoclines à partir des données de température de l'eau et de densité-profondeur est normalement effectué avec des instruments électroniques, mais la recherche de la thermocline peut également être effectuée manuellement.
La méthode manuelle utilise un thermomètre spécial pour eau profonde appelé bathythermographe. Inventés en 1938, les bathythermographes ou bathothermographes (orthographe de la Seconde Guerre mondiale) fixés à l'extérieur des sous-marins surveillaient la température de l'eau. Les températures de l'eau et les densités d'eau correspondantes ont eu un impact sur la précision des unités de sonar dans les sous-marins. La compréhension des modèles de température et de densité a aidé les sous-mariniers à utiliser leur sonar plus efficacement. De plus, connaître la température de l'eau a aidé les sous-marins à calculer la profondeur et à utiliser la thermocline pour se cacher des grenades sous-marines ennemies.