A região superficial – aquecida pelo Sol – é separada das águas frias e profundas oceânicas (camada de fundo) pela termoclina principal, a qual possui de 200 a 500 metros de espessura.

Na termoclina principal, a temperatura diminui abruptamente com a profundidade. A presença dessa camada impede a circulação vertical, praticamente isolando as águas superficiais das mais profundas.

Em todos os grandes oceanos há a termoclina, a qual ocorre em profundidades variáveis dependendo da latitude.

A termoclina surge em profundidades relativamente pequenas em regiões equatoriais (baixas latitudes), aparecendo em profundidades maiores em latitudes médias (regiões tropicais) e desaparecendo totalmente em latitudes maiores – cerca de 50°.

Acima da latitude de 50º, a temperatura é relativamente uniforme em toda a coluna d’água. Abaixo da termoclina, a temperatura diminui lentamente em direção ao fundo, alcançando valores entre 1°C e 3°C abaixo dos 4000 metros de profundidade.