Meteorologijoje terminas „izoterma“ reiškia kontūro liniją, jungiančią orų žemėlapio taškus, kurių temperatūra tam tikru metu yra vienoda. Kaip topografinių žemėlapių kontūrinės linijos naudojamos aukščių gradientams rodyti, izotermos naudojamos temperatūros gradientams rodyti. Žemėlapiuose izotermos paprastai rodomos penkių arba 10 laipsnių intervalais. Temperatūros skirtumai, kuriuos jie nubrėžia, dažnai nurodomi skirtingomis spalvomis.
Izotermos kreivę formuoja temperatūros svyravimai žemėlapyje. Temperatūrą veikiantys veiksniai yra aukštis, vandens telkinių buvimas, vandenyno srovės ir platuma. Kalnuotos vietovės, kurių aukštis yra aukštesnis, paprastai yra šaltesnės nei žemesnės, todėl izotermos aplink šias sritis staigiai iškrypsta. Izotermos taip pat krypsta ties vandenyno ir sausumos ribomis dėl švelninančio poveikio, kurį vandenynai turi ekstremalioms temperatūroms. Vandenynų savitoji šiluma yra didesnė nei sausumos, o tai reiškia, kad temperatūrai pakelti ar sumažinti reikia daugiau šilumos ar šalčio, todėl vandenyno vidurio temperatūra paprastai būna stabilesnė nei vidaus temperatūra.
Temperatūra mažėja didėjant platumai, todėl izotermos paprastai rodo pastovų gradientą judant link ašigalių. Poliarinis ratas dažnai apibrėžiamas naudojant 50 laipsnių Farenheito (10 laipsnių Celsijaus) liepos izotermą. Nors ši izoterma pasislenka atsižvelgiant į klimato veiksnius, liepos mėnesį ji paprastai lenkiasi viršutinėse Rusijos ir Kanados dalyse, apibėgdama Šiaurės ašigalį.
Izotermų gradientas gali skirtis priklausomai nuo metų laiko. Žiemą saulės spinduliuotė, taigi ir temperatūra, svyruoja tarp žemų ir aukštų platumų. Tai reiškia, kad izotermų gradientas žiemos mėnesiais visame pasaulyje yra „statesnis“ nei vasarą, o izotermos žemėlapyje bus arčiau viena kitos. Kitaip tariant, temperatūros pokytis atstumu nuo pusiaujo iki ašigalio žiemą yra didesnis nei vasarą.
32 laipsnių Farenheito (0 laipsnių Celsijaus) izoterma yra svarbus meteorologinis žymeklis. Ši izoterma turi didelę reikšmę orų prognozėms, nes parodo temperatūros liniją, kuriai esant lietus užšals į šlapdribą ar sniegą. Vadovaudamiesi šia izoterma esant skirtingam atmosferos slėgiui, sinoptikai gali numatyti kritulių judėjimą ir kaupimąsi tam tikroje srityje.
Procesas, dėl kurio atsiranda debesuotumas ir kartais ekstremalūs orai, yra žinomas kaip temperatūros advekcija. Temperatūros advekcija vyksta regionuose, kuriuose yra baroklininis klimatas, o tai reiškia, kad vėjai pučia per izoterminį gradientą. Šalta advekcija atsiranda, kai šaltas oras per izotermas pernešamas į šiltesnes zonas, o šiltas – kai šiltas oras transportuojamas į šaltesnes.