湖水同温层是指湖温随水深增加而不发生升降的分布形式。
即湖水水温垂直梯度等于零,上下层水温完全相同,称为同温层。在温带和寒温带的湖泊,这种分布多发生在春秋时期;寒带和高山地区的湖泊有的春夏两季也可出现短期的同温层。同温层的温度和出现时间,取决于气象条件、湖水下层的温度和水深。如果气象条件相同,湖水下层温度越高、水深越小,同温层就出现得越早,且温度较高。