Zimą, gdy powierzchnia jezior, stawów i wolno płynących rzek pokrywa się lodem, warunki życia zwierząt wodnych ulegają radykalnej zmianie, jednak dla większości z nich nie oznacza to zahamowania funkcji życiowych. Ryby, bezkręgowce wodne oraz wiele mikroorganizmów przystosowało się ewolucyjnie do okresowego spadku temperatury. Ich metabolizm ulega znacznemu spowolnieniu, co ogranicza zapotrzebowanie na tlen i pokarm. Ryby schodzą w głębsze partie zbiorników, gdzie warunki są bardziej stabilne, poruszają się wolniej i często gromadzą się w strefach o najkorzystniejszej temperaturze. Część gatunków zapada w stan zbliżony do letargu, a bezkręgowce denne ukrywają się w mule, wśród roślinności lub w szczelinach dna. Znaczenie ma tu nie tylko odporność biologiczna, lecz także specyfika wody.
Rozkład temperatury w zbiornikach wodnych zimą jest odwrotny niż intuicyjnie mogłoby się wydawać. Woda ma największą gęstość w temperaturze około 4°C, dlatego gdy jesienią ochładza się powierzchnia jeziora, chłodniejsza woda opada w dół, a cieplejsza unosi się ku górze, aż cały zbiornik osiąga w przybliżeniu tę wartość. Gdy temperatura powierzchni spada poniżej 4°C, woda staje się lżejsza, pozostaje na górze i stopniowo zamarza, tworząc warstwę lodu. Pod nią utrzymuje się woda o temperaturze zbliżonej do 4°C, która jest najcięższa i opada na dno. W efekcie powstaje naturalna, pionowa stratyfikacja termiczna: lód i bardzo zimna woda u góry, cieplejsza – jak na warunki zimowe – przy dnie. Ta anomalia gęstości wody jest jednym z najważniejszych czynników umożliwiających przetrwanie życia w zbiornikach w czasie mrozów.
Dzięki temu mechanizmowi zwierzęta wodne nie są narażone na całkowite zamarznięcie środowiska. Warstwa lodu działa jak izolator, ograniczając dalszą utratę ciepła i chroniąc głębsze partie wody przed ekstremalnym wychłodzeniem. W strefie przydennej ryby i inne organizmy znajdują względnie stabilne warunki termiczne, w których mogą przeczekać zimę przy minimalnym zużyciu energii. Dodatkowo obniżona temperatura hamuje rozkład materii organicznej, co spowalnia zużycie tlenu, choć przy długotrwałej, grubej pokrywie lodowej może dochodzić do jego deficytu. Przetrwanie zimy przez organizmy wodne jest więc wynikiem współdziałania ich biologicznych adaptacji oraz unikalnych właściwości fizycznych wody. To właśnie one sprawiają, że nawet podczas silnych mrozów pod lodem nadal istnieje środowisko zdolne podtrzymywać życie. Temperaturę wody oraz innych mediów ciekłych czy półstałych można zmierzyć przy pomocy termometru z zewnętrzną sondą, takim modelem jest LB-565.