można również zaobserwować w jeziorach. W chłodniejszym klimacie prowadzi to do zjawiska zwanego stratyfikacją. Latem ciepła woda, która jest mniej gęsta, zasiądzie na zimniejszej, gęstszej, głębszej wodzie z oddzielającą je termokliną. Warstewka ciepła nazywana jest epilimnionem, a warstewka zimna hipolimnionem. Ponieważ ciepła woda jest wystawiona na działanie słońca w ciągu dnia, istnieje stabilny system i występuje bardzo mało mieszania ciepłej wody z zimną wodą, szczególnie przy spokojnej pogodzie.
skale służą do kojarzenia każdego odcinka stratyfikacji z odpowiadającymi im głębokościami i temperaturami. Strzałka służy do pokazania ruchu wiatru nad powierzchnią wody, który inicjuje obrót w epilimnionie i hipolimnionie.
jednym z rezultatów tej stabilności jest to, że wraz z upływem lata pod termokliną jest coraz mniej tlenu, ponieważ woda pod termokliną nigdy nie krąży na powierzchnię, a organizmy w wodzie wyczerpują dostępny tlen. W miarę zbliżania się zimy temperatura wody powierzchniowej spadnie, gdy w nocy dominuje chłodzenie. Osiąga się punkt, w którym gęstość chłodzącej wody powierzchniowej staje się większa niż gęstość głębokiej wody i zaczyna się przewracanie, gdy gęsta woda powierzchniowa porusza się w dół pod wpływem grawitacji. Proces ten jest wspomagany przez wiatr lub inny proces (na przykład prądy), który miesza wodę. Efekt ten występuje również w wodach arktycznych i Antarktycznych, doprowadzając wodę na powierzchnię, która, chociaż ma niską zawartość tlenu, jest wyższa w składnikach odżywczych niż pierwotna woda powierzchniowa. To wzbogacanie powierzchniowych składników odżywczych może powodować zakwity fitoplanktonu, dzięki czemu obszary te są produktywne.
gdy temperatura nadal spada, woda na powierzchni może stać się wystarczająco zimna, aby zamarznąć, a Jezioro/ocean zaczyna zamarzać. Powstaje nowa termoklina, w której najgęstsza woda (4 °C) tonie na dnie, a mniej gęsta woda (woda, która zbliża się do punktu zamarzania) wznosi się na górę. Gdy ta nowa stratyfikacja się ustabilizuje, trwa ona do czasu, aż woda ogrzeje się wystarczająco, aby „obroty wiosenne”, które występują po stopieniu się lodu i wzroście temperatury wody powierzchniowej do 4 °C. Podczas tego przejścia może rozwinąć się pręt termiczny.
fale mogą wystąpić na termoklinie, powodując oscylację głębokości termokliny mierzonej w jednym miejscu (zwykle jako forma seiche). Naprzemiennie fale mogą być indukowane przez przepływ nad uniesionym dnem, wytwarzając falę termoklinową, która nie zmienia się z czasem, ale zmienia się w głębi, gdy porusza się się do lub przeciw przepływowi.