Neben der Wärmeschichtung trifft man in Seen auch eine Sauerstoffschichtung an. Sie erklärt sich aus biologischen Vorgängen, vor allem der sog. Primärproduktion, also der Entstehung von Algen und Wasserpflanzen aus Nährsalzen.

Die Durchlässigkeit einer Wasserschicht für Licht nimmt mit ihrer Dicke kontinuierlich ab. Die besten Bedingungen für Algen und Pflanzen, Nährstoffe in Primärbiomasse (neue Algen und Pflanzen) umzusetzen, liegen aus diesem Grund nahe den oberflächennahen Wasserschichten eines Sees.
Die Sauerstoffsprungschicht, bei welcher der Sauerstoffgehalt einen ähnlichen Sprung macht, wie im Falle der Wärmesprungschicht, markiert die Grenze unterhalb derer Algen und Wasserpflanzen nicht mehr genügend Licht für die Fotosynthese finden. Die Schicht, in der ausreichend Licht für Wasserpflanzen und Algen vorhanden ist, nennt man Epilimnion (Fischer sprechen von der Nährschicht) und diejenige, in der Sauerstoff nicht mehr produziert werden und nur durch Diffusion aus dem Epilimnion eindringen kann, ist das Hypolimnion (in der Sprache der Fischer die Zehrschicht).
In den lichtreichen Sommermonaten kommt es in hochproduktiven Seen oft zu einer paradoxen Situation. An der Oberfläche misst man enorme Sauertoffgehalte und wenige Meter tiefer ist von dem für uns wichtigen Atemgas nichts mehr vorhanden. Die Ursache für dieses Missverhältnis ist der, dass an der Oberfläche aufgrund des reichlich vorhandenen Lichtes und hoher Nährstoffgehalte über die Photosynthese große Mengen von Algen produziert werden. Diese erzeugen sehr viel Sauerstoff. Da die Dichte von Algen etwas höher ist als die des Wassers, sinken ständig geringe Mengen von ihnen in das Hypolimnion, wo sie nicht mehr genügend Licht für die Fotosynthese finden. Dort sterben sie ab und zehren dabei Sauerstoff auf. Weil der wenige Sauerstoff zur vollständigen Mineralisation dieser abgestorbenen Algen und Wassertiere aber bei weitem nicht ausreicht, verwandeln sie sich in Faulschlamm und beschleunigen die Verlandung der Seen nachhaltig.