महासागर के सबसे गहरे हिस्से लंबी, संकरी खाइयाँ होती हैं जहाँ एक टेक्टोनिक प्लेट मुड़कर दूसरी प्लेट के नीचे खिसक जाती है। इन समुद्री खाइयों की गहराई 10,000 मीटर से भी अधिक हो सकती है। पश्चिमी प्रशांत महासागर में स्थित मारियाना खाई (चैलेंजर डीप) सबसे गहरी खाई है।

अभिसारी प्लेट सीमाओं पर खाइयाँ बनती हैं और अक्सर इनके समानांतर ज्वालामुखीय द्वीप श्रृंखलाएँ पाई जाती हैं। इनके अंदर का पानी ठंडा, गहरा और अत्यधिक दबाव में होता है, फिर भी विशेष जीव-जंतु—जैसे उभयचर, होलोथुरियन और सूक्ष्मजीव समुदाय—सबसे गहरी जगहों पर भी निवास करते हैं। खाइयों में जमा होने वाले तलछट और कार्बनिक पदार्थ अद्वितीय जैव-रासायनिक वातावरण बनाते हैं।

खाइयों का अन्वेषण करने के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए लैंडर, सबमर्सिबल या स्वायत्त वाहनों की आवश्यकता होती है जो एक हजार वायुमंडलों से अधिक दबाव को सहन करने में सक्षम हों। वैज्ञानिक रुचि के विषयों में जीवन की सीमाएं, सबसे गहरे महासागर में कार्बन का भविष्य और सबडक्शन से जुड़े भूकंपीय खतरे शामिल हैं। केवल कुछ ही मनुष्य सबसे गहरे बिंदुओं तक पहुँच पाए हैं, और खाई प्रणाली का अधिकांश भाग अभी भी अछूता है।

एक गहरी खाई के तल पर दबाव एक डाक टिकट पर संतुलित एक विशाल हाथी के बराबर होता है।