湖水分層是指湖水溫度隨深度而變化，呈層狀分布的現象。在溫暖季節，上層水溫較高，下層水溫較低，上下層之間水溫急劇下降，形成一個突變層，也稱為躍溫層。
在溫暖季節，上層水溫較高，下層水溫較低，上下層之間水溫急劇下降，形成一個突變層，稱為躍溫層。在下層湖水水溫低于4℃時，湖泊上層的熱量主要由湖水的對流即動力混合來完成。例如，溫度為3℃的水體，表層增溫到4℃時，水的密度最大，因此下沉到深處，同時，密度較小的水上升而產生水質點的對流。這種對流可使水溫均達到4℃為止。
分層湖是由于不同深度的湖水因密度的不同而形成的特殊的湖泊現象。造成密度不同的原因有三個。水壓：越往下水壓越大，密度越大；溫度：湖水越深接收到的陽光照射越少，溫度越低，密度也越大；湖水所含物質：湖水所含物質不同也會造成密度不同，比如鹽水和淡水密度就不同。
密度大的下沉，密度小的上浮，這就是湖水分層的原因。