Eine Chemokline ist eine Cline, die durch einen starken vertikalen chemischen Gradienten in einem Gewässer verursacht wird. Eine Chemokline ähnelt einer Thermokline, der Grenze, an der sich wärmeres und kühleres Wasser in einem Ozean, Meer, See oder einem anderen Gewässer treffen. (In einigen Fällen stimmen die Thermokline und die Chemokline überein.)

Chemokline treten am häufigsten dort auf, wo lokale Bedingungen die Bildung von anoxischem Grundwasser begünstigen — tiefes sauerstoffarmes Wasser, in dem nur anaerobe Lebensformen existieren können. Das Schwarze Meer ist das klassische Beispiel für einen solchen Körper, obwohl ähnliche Gewässer (klassifiziert als meromiktische Seen) auf der ganzen Welt existieren. Aerobes Leben ist auf die Region oberhalb der Chemokline beschränkt, anaerob darunter. Photosynthetische Formen anaerober Bakterien, wie grüne phototrophe und violette Schwefelbakterien, gruppieren sich an der Chemokline und nutzen sowohl das Sonnenlicht von oben als auch den Schwefelwasserstoff (H2S), der von den anaeroben Bakterien darunter produziert wird.

In jedem Gewässer, in dem sauerstoffreiches Oberflächenwasser gut gemischt ist (holomiktisch), wird es keine Chemokline geben. Um das offensichtlichste Beispiel zu nennen: Der globale Ozean der Erde hat keine Chemokline.