Meteoroloģijā termins “izoterma” attiecas uz kontūrlīniju, kas savieno punktus laika kartē, kuriem noteiktā laikā ir vienāda temperatūra. Tāpat kā topogrāfisko karšu kontūru līnijas tiek izmantotas, lai parādītu augstuma gradientus, izotermas tiek izmantotas, lai parādītu temperatūras gradientus. Izotermas parasti kartēs tiek parādītas piecu vai 10 grādu intervālos. Temperatūras atšķirības, ko tās raksturo, bieži norāda ar dažādām krāsām.
Izotermas līkni veido temperatūras svārstības kartējamā apgabalā. Faktori, kas ietekmē temperatūru, ir augstums, ūdenstilpju klātbūtne, okeāna straumes un platuma grādi. Kalnu apgabali ar augstāku augstumu parasti ir vēsāki nekā zemāki apgabali, izraisot izotermas ap šīm vietām krasi izliekties. Izotermas izliekas arī pie okeāna un zemes robežām, jo okeāniem ir mazinošā ietekme uz ekstremālām temperatūrām. Okeāniem ir augstāks īpatnējais siltums nekā zemei, kas nozīmē, ka temperatūras paaugstināšanai vai pazemināšanai nepieciešams vairāk siltuma vai aukstuma, tāpēc okeāna vidus temperatūra mēdz būt stabilāka nekā iekšzemes temperatūra.
Temperatūra samazinās, palielinoties platumam, tāpēc izotermas parasti uzrāda vienmērīgu gradientu, virzoties uz poliem. Polāro loku bieži definē, izmantojot 50 grādu pēc Fārenheita (10 grādi pēc Celsija) jūlija izotermu. Lai gan šī izoterma mainās atkarībā no klimata faktoriem, jūlija mēnesī tā parasti izliekas pāri Krievijas un Kanādas augšdaļām, riņķojot ap Ziemeļpolu.
Izotermas gradients var atšķirties atkarībā no gada laika. Ziemas laikā saules starojuma un līdz ar to arī temperatūras svārstības starp zemajiem un augstajiem platuma grādiem ir lielākas. Tas nozīmē, ka izotermu gradients ziemas mēnešos ir globāli “stāvāks” nekā vasarā, un izotermas kartē parādīsies tuvāk viena otrai. Citiem vārdiem sakot, temperatūras izmaiņas attālumā no ekvatora līdz polam ir lielākas ziemā nekā vasarā.
32 grādu pēc Fārenheita (0 grādi pēc Celsija) izoterma ir svarīgs meteoroloģiskais marķieris. Šai izotermai ir liela nozīme laika prognozēm, jo tā parāda temperatūras līniju, pie kuras lietus sasals slapjā vai sniegā. Sekojot šai izotermai pie dažādiem atmosfēras spiedieniem, sinoptiķi var paredzēt kustību un nokrišņu uzkrāšanos noteiktā apgabalā.
Procesu, kas rada mākoņainību un dažkārt ārkārtējus laikapstākļus, sauc par temperatūras advekciju. Temperatūras advekcija notiek barokliniskajos reģionos, kas nozīmē, ka vēji pūš pāri izotermas gradientam. Aukstā advekcija notiek, kad auksts gaiss tiek transportēts pāri izotermām uz siltākiem apgabaliem, un siltā advekcija notiek, kad siltais gaiss tiek transportēts uz aukstākiem apgabaliem.