Isothermen (griechisch ἴσος ísos ‚gleich‘ sowie θέρμη thérmē ‚Wärme‘) sind Linien gleicher Temperatur.
In der Meteorologie werden Isothermen verwendet, um auf den meteorologischen Wetterkarten die Gebiete gleicher Temperatur zu kennzeichnen. Der Abstand der Isothermen gibt einen Hinweis auf den Umfang des Temperaturgefälles in einem Gebiet. Dieser aus der Anordnung benachbarter Isothermen ableitbare Temperaturgradient ist ein wichtiges Element bei der Wettervorhersage. Mit Hilfe des Temperaturgradient können Windentwicklungen und Entwicklungen von Druckgebieten errechnet werden.
In der Regel werden sämtliche Isotherme während eines Jahres dokumentiert und ausgewertet. Auf dieser Grundlage wird die jährlichen Durchschnittstemperatur ermittelt. Wichtige Monate für die Erhebung sind die Isotherme von Januar und Juli. Üblich sind Jahresisothermen, die auf Basis der Jahresdurchschnittstemperaturen erstellt werden, sowie Januar- und Juliisotherme.
Die 10°C Juliisotherme wird üblicherweise verwendet, um die Grenze der Arktis zu definieren.