Isothermen (gr.-nlat.) sind Linien gleicher Temperatur.
Sie werden in der Meteorologie verwandt um auf den meteorologischen Wetterkarten die Orte zu kennzeichnen an denen die gleiche Temperatur herrscht. Der Abstand der Isothermen gibt einen Hinweis auf den Umfang des Temperaturgefälles in einem Gebiet. Dieser Temperaturgradient ist ein wichtiges Element bei der Wettervorhersage.
In der Thermodynamik werden Isothermen zum Beispiel im pV-Diagramm eingezeichnet, um das Verhältnis von Druck und Volumen bei konstanter Temperatur abzubilden. Wenn sich Druck und Volumen ändern und dabei die Temperatur gleich bleibt, handelt es sich um eine Isotherme Zustandsänderung. Im pV-Diagramm ist die verrichtete Arbeit eines Kreisprozesses mit zwei Isothermen und zwei Isochoren darstellbar.