梯度流最初是描述海水運動的一個概念，它指的是由於海水密度分布不均勻而產生的海水流動。這種流動是由於不同海域的海水溫度和鹽度差異導致海水密度產生差異，進而引起海水水位的差異。當等壓面相當於等勢面發生傾斜時，會出現壓強梯度力的水平分量，海水因此產生運動。此時，還會派生出科里奧利力和摩擦力與之平衡，從而形成海流。總梯度流包括相對梯度流和坡度流兩部分。
梯度流原理不僅套用於海水運動，還被廣泛套用於其他領域，如地理教學中的地理事物運動問題，以及最佳化算法中的梯度下降法。在梯度下降法中，梯度流是將尋找最小值過程中的各個點連線起來，形成一條隨時間變化的軌跡。