Nước biển thấm vào đá xốp của các sống núi giữa đại dương được làm nóng bởi magma bên dưới và dâng lên trở lại, phun trào lên đáy biển dưới dạng các miệng phun thủy nhiệt. Chất lỏng thoát ra có thể vượt quá 400 °C và chứa nhiều kim loại hòa tan và các hợp chất hóa học bị khử.

Khi chất lỏng nóng trộn lẫn với nước biển lạnh xung quanh, các khoáng chất kết tủa, tạo thành các ống khói và gò đất. Năng lượng hóa học trong chất lỏng hỗ trợ các quần thể vi sinh vật dày đặc, hình thành nền tảng của các chuỗi thức ăn độc đáo, nuôi dưỡng giun ống, sò, tôm và các loài động vật chuyên biệt khác. Các miệng phun thủy nhiệt xuất hiện ở tất cả các đại dương và trong nhiều môi trường kiến ​​tạo khác nhau, từ các sống núi lan rộng nhanh đến các bồn địa sau cung núi lửa.

Việc phát hiện ra các miệng phun thủy nhiệt vào năm 1977 đã thay đổi hiểu biết của sinh học về các nguồn năng lượng có thể duy trì các hệ sinh thái phức tạp. Các miệng phun thủy nhiệt cũng góp phần vào cân bằng hóa học của đại dương và đã được đề xuất như những địa điểm có thể là nguồn gốc của sự sống. Chúng có tính chất tạm thời; các trường miệng phun riêng lẻ có thể chỉ tồn tại trong vài thập kỷ đến vài thế kỷ trước khi nguồn nhiệt di chuyển đi nơi khác.

Việc khám phá một khu vực miệng phun thủy nhiệt mới vẫn là một trong những khoảnh khắc thú vị nhất trong nghiên cứu biển sâu.