海洋最深处是狭长的凹陷，由一个板块弯曲并滑入另一个板块之下形成。这些海沟的深度可超过10000米。西太平洋的马里亚纳海沟的挑战者深渊保持着世界纪录。

海沟形成于板块汇聚边界，通常与火山岛弧平行。海沟内的水体寒冷、黑暗且压力极大，但一些特殊的动物——例如端足类、海参和微生物群落——即使在最深处也能生存。沉积物和有机物汇入海沟，形成了独特的生物地球化学环境。

探索海沟需要专门设计的着陆器、潜水器或能够承受超过一千个大气压压力的自主航行器。科学研究​​的兴趣点包括生命的极限、深海中碳的归宿以及与俯冲作用相关的地震灾害。只有极少数人类曾抵达过最深处，海沟系统的大部分区域仍未被取样。

深沟底部的压力相当于一头大象平衡在一张邮票上。