תרמוקלינים הם שכבות מים נפרדות באוקיאנוס או באגם היוצרות מעבר בין המים המעורבים והחמים הקרובים יותר לפני השטח למים העמוקים והקרים בהרבה. וריאציות מזג אוויר עונתיות, קו רוחב ואורך ותנאי סביבה מקומיים משפיעים על עומק ועובי התרמוקליין. הגדרת ריבוד אנכי בגופי מים יוצרת אזורים, כולל התרמוקליין, על בסיס הבדלי טמפרטורה, מליחות וצפיפות.
דייגים משתמשים בתרמוקלינים כדי לתפוס דגים; צוללנים, כדי להישאר חמים; צוללות, כדי לברוח מגילוי; ומדעני אקלים, לחזות דפוסי מזג אוויר עולמיים, כמו אל נינו, המתרחשים כאשר התרמוקליין של מזרח האוקיאנוס השקט מתקרב לפני השטח של האוקיאנוס. חישוב תרמוקלינים מתוך טמפרטורת מים ונתוני עומק צפיפות נעשה בדרך כלל במכשירים אלקטרוניים, אך מציאת התרמוקליין יכולה להתבצע גם באופן ידני.
השיטה הידנית משתמשת במד חום מיוחד למים עמוקים הנקרא Bathythermograph. הומצא בשנת 1938, באתי-תרמוגרפיות או באת-תרמוגרפיות (איות ממלחמת העולם השנייה) המצורפות לחלק החיצוני של הצוללות פיקחו על טמפרטורות המים. טמפרטורות המים וצפיפות המים התואמת השפיעו על דיוק יחידות הסונאר בצוללות. הבנת דפוסי הטמפרטורה והצפיפות סייעה לצוללות להשתמש בסונאר שלהם בצורה יעילה יותר. בנוסף, הכרת טמפרטורות המים עזרה לצוללות לחשב את עומקן ולהשתמש בתרמוקליין כדי להסתיר מטעויות עומק של האויב.