Al igual que en los lagos, el agua que entra circula hacia el estrato que tiene su misma densidad. La estratificación de la masa de agua depende del clima, la morfometría de la cubeta y las fluctuaciones de nivel.
En nuestro país, de clima templado, lo que rige la estratificación es el ciclo térmico anual. En verano las capas superficiales, se calientan, pierden densidad y no se mezclan con las más profundas. La masa de agua se divide en dos capas, una superior, de temperatura elevada (epilimnion) y otra inferior, más fría y por tanto más densa (hipolimnion). Entre una y otra se crea un gradiente brusco de densidad y temperatura, denominado termoclina, que hace difícil la mezcla. En otoño, el agua superficial se va enfriando hasta que se igualan las temperaturas y las densidades. Entonces el viento produce la mezcla de toda la masa de agua hasta el verano siguiente, en que se reanuda el ciclo.
Estos procesos físicos provocan cambios sucesivos en las características químicas del agua y en la actividad de los organismos. En invierno, después de la mezcla, la composición química es homogénea y depende fundamentalmente de los aportes del río y de la redisolución de sustancias anteriormente precipitadas en el sedimento. Hasta donde llega la luz, la actividad fotosintética absorbe CO2 y produce materia orgánica y oxígeno. Por debajo, a mayor profundidad, la actividad respiratoria y descomponedora invierten este procesos cerrando el ciclo de la materia.
No ocurre lo mismo en verano, cuando la termoclina impide la ascensión de los nutrientes a las capas superiores, se produce rápidamente un agotamiento de éstos, disminuyendo la capacidad asimiladora, a menos que el río los aporte en gran cantidad tras cruzar zonas deforestadas o con importantes núcleos urbanos, agrarios o industriales. En este caso, la producción de la materia orgánica aumenta, existe un importante flujo de oxígeno y nitrógeno a la atmósfera y se acumulan carbono y fósforo en los sedimentos, tras el depósito de organismos muertos. Este es el comportamiento típico de los sistemas eutróficos, que favorecen la producción de grandes biomasas de organismos.
