隨著科學技術的不斷髮展，人們對海洋的探測範圍、領域也不斷拓展，其中對海洋深度的探測，就經歷了從簡單到複雜、從低階到高階、從估測到精確的發展過程。

從19世紀末、20世紀初開始，有科學家就透過特別長的繩索，將重物直接放入海洋，根據下潛的高度來判斷海洋的深度，那時候人們探測到的海洋最深處為關島附近的內羅淵，資料為9800米左右。

進入20世紀50年代，又有科學家發明了海洋深潛器，就是具有水下觀察和作業能力的活動深潛水裝置，依靠與艦船聯接的纜線操縱和傳輸資料，那時也是在馬裡亞納海溝附近測得了最深的資料為10916米。

20世紀80年代，科學家們就普遍利用多窄波束回波定位儀進行海洋的深度探測，但必須事先把探測機器人送到海洋最深處，透過回波時間計算海洋深度，資料為10911米。

20世紀90年代以後，科學家們又運用了超聲波（聲納）方法，對馬裡亞納海溝的深度進行修正。過程簡單的可以描述為：在海面發出超聲波，透過海底撞擊產生回聲，測量在海面重新接收到超聲波的時間，那麼海底的深度就是這個時間乘以超聲波在海水中的速度再除以2，得到了11034的資料。

從目前人們對海洋的探測情況，馬裡亞納海溝是迄今為止海洋最深的地方。

其實馬裡亞納海溝在數百年前就以及被發現了，發現、探測歷史如下：

1875年英國挑戰者號遠征在航行到馬裡亞納海溝時使用加權繩探深，記錄了4，475個深度英尋(8 184米；26 850英尺)。就這樣，世界上最深的地方被首次發現

1877年出版了一張地圖Tiefenkarte des Grossen Ozeans(“大洋深處地圖”)具體深度資訊由挑戰者號提供，在1899年，Nero號的再次測得深度為5 269英尺(9 636米；31 614英尺)。

1951年英國皇家海軍航具挑戰者二號首度測量海溝，其最深處便以挑戰者深淵為名。挑戰者二號以回波定位方式於11°19′N 142°15′E，量測出5,960噚（相當於10,900米）的深度。

1960年1月23日午後1點06分，美國海軍中尉唐納德·沃爾什與雅克·皮卡德駕駛深潛艇的裡雅斯特號（Trieste），以鐵球壓艙，以汽油為浮槽，第一次史無前例的潛航抵達海溝底部。艇上系統顯示深度為37,800呎（11,521米），但後修正為35,813呎（10,916米）。

故，第一次發現海溝是使用的加權繩，第一次比較精確的測量到海溝深度使用的是聲納，第一次下潛到馬裡亞納海溝底部就是1960年的老美。