互いに接する水の密度の違いが原因で生じる流れです。 冷たい（重い）水が暖かい（軽い）水の下に潜り込みます。 水の入れ替わりのところで説明しましたように、河川水と湖水の温度差によって河川水が琵琶湖の表層に拡がったり、 河口付近で潜ったりします。また、秋から冬にかけて南湖水が北湖水よりも冷たくなったときに、 南湖の水が北湖水の下に潜るという現象が琵琶湖大橋付近でよく見られます。 これは、南湖の濁った水が北湖に逆流することを意味するので、北湖の水質形成を考える上できわめて重要です。

　寒い地方の湖では冬季に湖水温が０℃以下になり結氷します。 びわ湖南湖でも氷が観測されたことがあります（たとえば1963年冬）。 水の密度は４℃で最大になるので、４℃以下の水は４℃の水よりも浅い層に存在し、 冷却によってさらに低温となり湖の表面から氷が張ってゆきます。 もし、水が０℃以下で最大密度を持つ物質だったら、湖の底から氷が張ってゆき、 湖底に棲む生物は凍結してしまうでしょう。