中央海嶺の多孔質の岩盤に染み込んだ海水は、下にあるマグマによって加熱され、再び上昇して海底の熱水噴出孔から噴出する。噴出する流体は400℃を超えることもあり、溶解した金属や還元された化学物質を豊富に含んでいる。

高温の熱水が周囲の冷たい海水と混ざると、鉱物が沈殿し、煙突状の噴出孔や盛り上がりが形成されます。熱水に含まれる化学エネルギーは、密集した微生物群集を支え、チューブワーム、二枚貝、エビなどの特殊な動物を支える独特な食物網の基盤となっています。熱水噴出孔は、高速拡大する海嶺から背弧海盆まで、あらゆる海洋および様々な地殻構造の場所に存在します。

1977年の熱水噴出孔の発見は、複雑な生態系を支えるエネルギー源に関する生物学の理解を大きく変えた。熱水噴出孔は海洋の化学収支にも寄与しており、生命の起源の可能性のある場所としても提唱されている。しかし、熱水噴出孔は一時的なものであり、個々の噴出孔群は熱源が移動するまでの数十年から数世紀しか続かない。

新たな熱水噴出域の探査は、深海研究において今なお最も刺激的な瞬間の一つに数えられる。