Gradientul de temperatură este o mărime fizică vectorială care descrie atât direcția, cât și viteza cu care temperatura se schimbă cel mai rapid într-un punct, având unitatea de măsură în SI kelvin pe metru (K/m). Acest concept este esențial în climatologie, fiind motorul care încearcă să echilibreze diferențele mari de temperatură dintre poli și ecuator prin redistribuirea aerului și apei, un proces cunoscut drept „motorul termic al Pământului”. În meteorologie, gradienții de temperatură sunt critici pentru prognoză, deoarece absorbția luminii solare intensifică acești gradienți, declanșând convecția care duce la formarea norilor și a precipitațiilor. Fronturile meteorologice sunt zonele în care gradientul orizontal atinge valori remarcabile, reprezentând granițe clare între mase de aer cu proprietăți diferite. Totuși, gradientul nu este static, el putându-se modifica semnificativ în timp, ziua sau sezonier, un exemplu concret fiind inversiunea termică, când temperatura la sol este mai scăzută decât în straturile superioare ale atmosferei.