A tavak fizikai jellemzői
A tavak többségének legfontosabb fizikai jellemzője a hőmérséklet mintázata, különösen a hőmérséklet mélységgel való változása. A hőmérséklet függőleges profilját hőmérsékletszondák tömbjeivel lehet mérni, amelyeket vagy hajóról, vagy egy helyhez kötött platformról helyeznek ki. A távérzékelési technikákat egyre gyakrabban használják a hőmérséklet térbeli mintázatának megfigyelésére, és különösen a hőszennyezéssel összefüggő hőfelhők azonosítására.
Nyáron sok tó vize rétegződik egy melegebb felső rétegre, az úgynevezett epilimnionra és egy hűvösebb alsó rétegre, az úgynevezett hipolimnionra. A rétegződés jelentős szerepet játszik a tápanyagok és az oldott oxigén mozgásában, és fontos szabályozó hatással van a tavak ökológiájára. A rétegek között általában egy nagyon gyors hőmérsékletváltozással jellemezhető zóna található, amelyet termoklinak neveznek. Amikor a tó nyár végén hűlni kezd, a hűvösebb felszíni víz hajlamos lesüllyedni, mivel nagyobb a sűrűsége. Ez végül a rétegződés felborulását és a rétegek keveredését eredményezi. A hőmérséklet mélységgel történő változása télen általában sokkal kisebb. Egyes tavakban, az úgynevezett dimiktikus tavakban a jégtakaró olvadását követően tavasszal is előfordulhat felborulás, mivel a víz sűrűsége 4 °C-on éri el a maximumot.
A tavak másik fontos jellemzője az, ahogyan a fény elérhetősége a mélységgel változik. A fény exponenciálisan csökken (a Beer-törvény által leírtak szerint) a víz zavarosságának függvényében. A kompenzációs mélységben a fotoszintetikus termeléshez rendelkezésre álló fényt éppen csak eléri a légzéssel elveszített energia. E mélység felett van az eufotikus zóna, de alatta az afotikus zónában a fitoplankton – a tó ökológiai rendszerének legalacsonyabb szintje – nem tud életben maradni, hacsak az élőlények nem képesek a függőleges vándorlásra.
A tavakban az üledéklerakódás mintázata a beáramló vizek utánpótlási sebességétől, valamint a felszín alatti áramlásoktól és a domborzattól függ. Az üledékképződés mintázatának vizsgálatára a tómeder ismétlődő szondázása használható. A felszíni vizek zavarosságának távérzékelését is használták már az üledékképződés mértékének megállapítására, mint például az egyiptomi mesterséges Nasszer-tó esetében. A világ egyes részein, ahol az erózió mértéke magas, a víztározók üzemidejét drámaian lerövidítheti az üledékkel való feltöltődés.