Une chimiocline est une cline causée par un fort gradient chimique vertical dans une étendue d’eau. Une chimiocline est similaire à une thermocline, la frontière à laquelle les eaux plus chaudes et plus froides se rencontrent dans un océan, une mer, un lac ou un autre plan d’eau. (Dans certains cas, la thermocline et la chimiocline coïncident.)

Les chimioclines se produisent le plus souvent là où les conditions locales favorisent la formation d’eaux de fond anoxiques — des eaux profondes déficientes en oxygène, où seules des formes de vie anaérobies peuvent exister. La mer Noire est l’exemple classique d’un tel corps, bien que des plans d’eau similaires (classés comme lacs méromictiques) existent à travers le monde. La vie aérobie est limitée à la région au-dessus de la chimiocline, anaérobie en dessous. Les formes photosynthétiques de bactéries anaérobies, comme les bactéries phototrophes vertes et les bactéries soufrées violettes, se regroupent au niveau de la chimiocline, profitant à la fois de la lumière du soleil d’en haut et du sulfure d’hydrogène (H2S) produit par les bactéries anaérobies d’en bas.

Dans toute étendue d’eau dans laquelle les eaux de surface riches en oxygène sont bien mélangées (holomictiques), aucune chimiocline n’existera. Pour citer l’exemple le plus évident, l’océan mondial de la Terre n’a pas de chimiocline.