Μια διαβάθμιση θερμοκρασίας είναι η σταδιακή διακύμανση της θερμοκρασίας με την απόσταση. Η κλίση της κλίσης είναι συνεπής μέσα σε ένα υλικό. Μια κλίση δημιουργείται κάθε φορά που δύο υλικά σε διαφορετικές θερμοκρασίες βρίσκονται σε φυσική επαφή μεταξύ τους. Οι μονάδες μέτρησης των κλίσεων θερμοκρασίας είναι βαθμοί ανά μονάδα απόστασης, όπως °F ανά ίντσα ή °C ανά μέτρο.
Πολλές διαβαθμίσεις θερμοκρασίας υπάρχουν φυσικά, ενώ άλλες δημιουργούνται. Η μεγαλύτερη διαβάθμιση θερμοκρασίας στη Γη είναι η ίδια η Γη. Η θερμοκρασία του πυρήνα της Γης υπολογίζεται σε περίπου 9,000°F (5,000°C). είναι 6,650°F (3,700°C) στο όριο μεταξύ του πυρήνα και του μανδύα, ενώ η θερμοκρασία του φλοιού είναι περίπου 200°F (93°C). Κάθε στρώμα έχει μια κλίση θερμοκρασίας διαφορετικής κλίσης, ανάλογα με τη θερμική αγωγιμότητα του στρώματος.
Δεν υπάρχει διαβάθμιση θερμοκρασίας μεταξύ της Γης και του Ήλιου επειδή δεν υπάρχει ατμόσφαιρα μεταξύ τους. Η θερμοχωρητικότητα είναι η ικανότητα ενός υλικού να συγκρατεί θερμότητα. Ένα κενό έχει μηδενική θερμοχωρητικότητα.
Η μεταφορά καταστρέφει μια θερμική κλίση. Όταν ζεσταίνουμε μια κατσαρόλα με σάλτσα, το υγρό που βρίσκεται πιο κοντά στον καυστήρα γίνεται το πιο ζεστό. Όταν αναδεύεται, το ζεστό υγρό αναμιγνύεται με ψυχρότερο υγρό, η θερμότητα κατανέμεται ομοιόμορφα και η διαβάθμιση θερμοκρασίας μηδενίζεται.
Εάν αφεθεί χωρίς ανάδευση, η μεταφορά θερμότητας με συναγωγή θα προκαλέσει την άνοδο του θερμού υγρού και την πτώση του κρύου και θα συμβεί κάποια κυκλοφορία, αν και δεν θα είναι τόσο αποτελεσματική όσο η ενεργή ανάδευση. Με την πάροδο του χρόνου, οι δυνάμεις αγωγιμότητας που μεταφέρουν θερμότητα από τον πυθμένα θα δημιουργήσουν ισορροπία με τις δυνάμεις μεταφοράς που προκαλούν την κυκλοφορία του νερού. Εάν η πηγή θερμότητας είναι χαμηλή, η κυκλοφορία θα είναι αργή, μπορεί να υπάρχει απότομη διαβάθμιση θερμοκρασίας και η σάλτσα μπορεί να καεί στο κάτω μέρος. Εάν η θερμότητα είναι υψηλή, η σάλτσα θα βράσει, η μεταφορά θερμότητας με συναγωγή θα είναι υψηλή και η διαβάθμιση θερμοκρασίας θα είναι σχεδόν μηδενική.
Η μόνωση χρησιμοποιείται για την επιβράδυνση της μεταφοράς θερμότητας τοποθετώντας υλικό με χαμηλή θερμική αγωγιμότητα δίπλα στην πηγή θερμότητας. Η μόνωση βοηθά στη διατήρηση της θερμικής κλίσης μεταξύ του μονωμένου αντικειμένου και των συνθηκών περιβάλλοντος. Ο καφές θα παραμείνει πιο ζεστός σε ένα φλιτζάνι αφρού παρά σε ένα φλιτζάνι αλουμινίου, επειδή ο αφρός μεταφέρει τη θερμότητα λιγότερο εύκολα. Ομοίως, ο πότης καφέ μπορεί να κάψει μερικά δάχτυλα σηκώνοντας το φλιτζάνι αλουμινίου, επειδή η θερμική κλίση είναι σχεδόν μηδενική και η θερμοκρασία του εξωτερικού του φλιτζανιού είναι σχεδόν ίδια με το εσωτερικό του φλιτζανιού.
Για να είναι σταθερή, μια θερμική κλίση πρέπει να έχει μια σταθερή πηγή θερμότητας και μια διαθέσιμη ψύκτρα. Η διατήρηση σταθερών κλίσεων είναι σπάνια σημαντική, εκτός από την πραγματοποίηση χημικών αντιδράσεων. Πολλές βιομηχανικές διεργασίες απαιτούν προσεκτικό έλεγχο θερμότητας. Το ζωντανό κύτταρο πρέπει επίσης να διατηρεί προσεκτικούς ελέγχους θερμότητας για βέλτιστη απόδοση. Ενώ οι επιστήμονες κατανοούν πώς το ανθρώπινο σώμα στο σύνολό του διατηρεί μια διαβάθμιση θερμοκρασίας μεταξύ του πυρήνα του και του έξω κόσμου, οι επιλογές που είναι διαθέσιμες σε μεμονωμένα κύτταρα είναι λιγότερο σαφείς.