Termoklin kan også observeres i innsjøer. I kaldere klima fører dette til et fenomen som kalles stratifisering. Om sommeren vil varmt vann, som er mindre tett, sitte på toppen av kaldere, tettere, dypere vann med en termoklin som skiller dem. Det varme laget kalles epilimnion og det kalde laget kalles hypolimnion. Fordi det varme vannet er utsatt for solen i løpet av dagen, finnes et stabilt system og svært lite blanding av varmt vann og kaldt vann oppstår, spesielt i rolig vær.
hypolimnion.
skalaene brukes til å knytte hver del av stratifiseringen til deres tilsvarende dybder og temperaturer. Pilen brukes til å vise bevegelsen av vind over overflaten av vannet, som initierer omsetningen i epilimnion og hypolimnion.et resultat av denne stabiliteten er at når sommeren slites på, er det mindre og mindre oksygen under termoklinen da vannet under termoklinen aldri sirkulerer til overflaten og organismer i vannet tømmer tilgjengelig oksygen. Når vinteren nærmer seg, vil temperaturen på overflatevannet falle som nattkjøling dominerer varmeoverføring. Et punkt er nådd der tettheten av kjøling overflatevann blir større enn tettheten av dypt vann og velte begynner som tett overflatevann beveger seg ned under påvirkning av tyngdekraften. Denne prosessen er hjulpet av vind eller andre prosesser (strømmer for eksempel) som agitates vannet. Denne effekten forekommer også I Arktiske og Antarktiske farvann, og bringer vann til overflaten som, selv om det er lite oksygen, er høyere i næringsstoffer enn det opprinnelige overflatevannet. Denne berikingen av overflatenæringsstoffer kan produsere blomstring av fytoplankton, noe som gjør disse områdene produktive.
når temperaturen fortsetter å falle, kan vannet på overflaten bli kaldt nok til å fryse og sjøen / havet begynner å is over. En ny termoklin utvikles der det tetteste vannet (4 °C (39 °F)) synker til bunnen, og det mindre tette vannet (vann som nærmer seg frysepunktet) stiger til toppen. Når denne nye stratifiseringen etablerer seg, varer den til vannet varmes nok til ‘våromsetningen’, som oppstår etter at isen smelter og overflatevannstemperaturen stiger til 4 °C. Under denne overgangen kan det utvikles en termisk stang.
Bølger kan forekomme på termoklinen, noe som får termoklinens dybde målt på et enkelt sted til å svinge (vanligvis som en form for seiche). Alternativt kan bølgene induseres av strømning over en hevet bunn, og produserer en termoklinbølge som ikke endres med tiden, men varierer i dybden når man beveger seg inn i eller mot strømmen.