溫躍層（Thermocline）是指位於海面以下大約100到200米左右的薄層，其特點是溫度和密度在此區域經歷顯著變化。
溫躍層是海洋或其他大型水體中的一層，其水溫在豎直方向上急劇下降，位於上層的暖水層和下層的冷水層之間。由於海水的密度隨溫度的下降而增加，溫躍層內的冷水因密度大而在重力作用下下沉，而熱水因密度小而上浮，從而在海區中形成一種長期穩定的結構。
溫躍層在不同的海洋區域和季節中展現出多樣的特性，如在中低緯度海區，溫躍層可以長期穩定存在，不被季節變化所影響，被稱為「永久性溫躍層」。在赤道海域，溫躍層的深度較淺，且水溫垂直梯度較大。而在季節性變化明顯的區域，如季風區，溫躍層的存在和強度會隨季節而變化。