馬裡亞納海溝（Mariana Trench），又名瑪利亞娜海溝。位於11 °20′N，142°11.5′E，即菲律賓東北、馬里亞納群島附近的太平洋底，北起硫黃島、西南至雅浦島附近。其北部有阿留申、千島、小笠原等海溝，南有新不列顛和新赫布里底等海溝，全長2550千米，為弧形，平均寬70千米。據估計這條海溝已形成6000萬年。

海溝最深處的地方達6~11千米，是已知的海洋最深處，這裡水壓高、完全黑暗、溫度低、含氧量低，且食物資源匱乏，因此成為地球上環境最惡劣的區域之一。

馬裡亞納海溝是板塊俯衝地帶，海底地質運動非常活躍，海山火山岩的物質組成及成因等是海洋地質科學家感興趣的問題。

一般認為海洋板塊與大陸板塊相互碰撞，因海洋板塊岩石密度大，位置低，便俯衝插入大陸板塊之下，板塊進入地幔後逐漸熔化而消失。在發生碰撞的地方會形成海溝，在靠近大陸一側常形成島弧、弧後盆地和海岸山脈。這些地方都是地質活動強烈的區域，常出現火山爆發和地震。

海底生物

如果把世界最高的珠穆朗瑪峰放在溝底，峰頂將不能露出水面。不少的登山家成功地征服了珠穆朗瑪峰，但探測深海卻極其困難。1960年1月，科學家首次乘坐“的裡雅斯特"號深海潛水器，首次成功下潛至馬裡亞納海溝底進行科學考察。海溝底部高達1100個大氣壓的巨大水壓，對於人類是一個巨大的挑戰。深海是一個高壓、漆黑和冰冷的世界，通常溫度只有2℃（極少數海底受地熱的影響水溫可高達380℃）。令人驚奇的是，在這樣深的海底，科學家們竟然看到有一條比目魚和一隻小紅蝦在遊動。有的理論認為深海海溝的形成主要原因是地殼的劇烈凹陷。

潛水員曾在千米深的海水中見到過人們熟知的蝦、烏賊、章魚、槍烏賊，還有抹香鯨等大型海獸類；在2000～3000米的水深處發現成群的大嘴琵琶魚：在8000米以下的水層，發現僅18釐米大小的新魚種。在馬裡亞納海溝最深處則很少能看到動物了。

2014年12月，科學家在馬裡亞納海溝8145米的海床上發現了一種魚類，這比先前紀錄深了將近500米。

參加研究計劃的科學家發現的這個奇特生物據信是“獅子魚”，“當它游泳時，看起來像有個奇怪的卡通狗鼻子背後浮動著溼紙巾。”這種魚渾身成白色，頭大、眼睛小、沒有魚鱗，通常較人類的手掌稍長。 [5]

英國亞伯丁大學(Aberdeen University)科學家傑米生(Alan Jamieson)博士表示：“這種棲息深度很深的魚，不像我們所曾看過的東西，也不像我們已知的任何東西。”

為適應深海環境，深海魚的生理機能發生了很大變化。這些變化反映在深海魚的肌肉和骨骼上。由於深海環境的巨大水壓作用，魚的骨骼變得非常薄；而且容易彎曲；肌肉組織變得特別柔韌，纖維組織變得出奇的細密。更有趣的是，魚皮組織變得僅僅是一層非常薄的層膜，它能使魚體內的生理組織充滿水分，保持體內外壓力的平衡。這就是在如此巨大的壓力下深海魚也不會被壓扁的原因。另外，深海魚類的眼睛也變得非常奇特。我們常見的金魚，不僅顏色非常鮮豔，兩隻眼睛特別大，而且好玩。和金魚比較，生活在深海里的魚類，其眼睛結構要比金魚眼豐富多了。一般魚的眼睛，多生長在頭的兩側，而生活在深海中的魚，眼睛卻長在頭部的背部。從正面看，後魚的兩隻大眼框，簡直就像是豎起來的兩隻電燈泡。而從上往下看，兩隻眼睛又像兩個大圓圈，佔據著頭部的“要塞”部位。更有趣的是，這種魚眼能上下左右活動，其眼球的組織結構和一架望遠鏡差不多，而且還能自如地調整焦距。奇特的眼睛結構，幾乎是深海魚的一個共同生理特徵。

深海里並不是風平浪靜的，裡面有很多血腥與殺戮。科學家一直在尋找10米長以上的霸王烏賊就生活在這片終年不見天日的海底。還沒有人見過其真正的樣子，但是霸王烏賊的天敵是抹香鯨，科學家曾經在抹香鯨的肚子裡面發現直徑有20釐米的巨型烏賊牙齒。科學家斷定這條烏賊就是霸王烏賊。然而霸王烏賊的天敵居然是抹香鯨，這就意味著深海里他們一直在持續著血腥與殺戮。

海底花園

2019年5月28日，中國遠洋綜合科考船“科學”號科考隊員在馬裡亞納海溝南側海山發現了近10片五彩斑斕的珊瑚林。林內各種珊瑚和柱星螅等集聚生長，猶如“海底花園”一般，實屬罕見。

海底礦藏

2011年1月，一個國際科研團隊在對馬裡亞納海溝的考察中發現那裡儲存著大量碳，這意味著海溝在調節地球環境方面的作用比人們之前認識的更為重要。馬裡亞納海溝就像是個沉澱物收集器，被海溝裡細菌轉化的碳的量比6000米深的海底平原上的碳含量高。這說明了海溝裡碳含量比研究人員此前認為的高，他們以前沒意識到深海里還有這麼一個二氧化碳收集槽。科學家們下一步的想法是把研究結果量化，算出深海海溝裡的碳含量到底比其它海域多出多少，而細菌轉化的碳的量具體是多少，這些資料能幫助科研人員更好了解深海海溝在調節氣候方面的作用。

蘇聯

1957年蘇聯考察船“維塔茲號”（Vityaz）回報測得11034米（36201英尺）深度，將該處命名為“馬里亞納深凹”；但該資料從未再測得，因此不作為標準值。

英國

1951年英國皇家海軍挑戰者二號首度測量海溝，挑戰者二號以回波定位方式於北緯11度19分，東經142度15分，測出當地深度為10900米。此方式是以探針通過漸層深度，反覆傳送聲波，再以耳機捕捉回波，並將回波器的速率，以手持碼錶計時完成。因此正式提報新的最深距離時，按照謹慎的作法，應將所測深度減去一個尺度（20噚）較妥，從而得出5940噚（10863米）的資料。

美國

1960年美國海軍“的裡雅斯特”號深潛器創造了潛入海溝10916米的世界記錄。

2012年3月，美國好萊塢著名導演詹姆斯-卡梅隆獨自乘坐潛艇“深海挑戰者”號，下潛近11千米，探底西太平洋馬裡亞納海溝。關島當地時間26日7:52，即北京時間5:52，卡梅隆成功下潛至世界海洋的最深處——馬裡亞納海溝的挑戰者海淵底部，當地時間26日上午返回水面。這是人類第二次探底馬裡亞納海溝，卡梅隆是單槍匹馬潛至“地球最深處”的第一人。

活動合作方美國國家地理學會說，卡梅隆於約兩小時後潛至10929米深處，探底馬裡亞納海溝。海溝底部是永恆黑暗，溫度只有幾攝氏度，水壓相當於大約1000個大氣壓。卡梅隆在洋底探險3小時有餘，收集生物和地質樣本、拍攝圖片和視訊。

中國

涉淺水者見魚蝦，入深水者見蛟龍。自古以來，中國人就有著探尋深海奧祕的夢想。現在，這個夢想正在通過蛟龍號載人潛水器一步步走進現實。

蛟龍號是中國大洋國際海底資源調查和科學研究的重要高技術裝備。蛟龍號長8.2米、寬3.0米、高3.4米；空重不超過22噸，最大荷載是240公斤。最大速度為每小時25海里，巡航每小時1海里；當前最大下潛深度7062.68米。

2012年6月15日蛟龍號在馬裡亞納海溝進行了第一次試潛最終成功潛入水下6671米。蛟龍號在馬裡亞納海溝共進行了六次試潛，最大下潛深度7062.68米，這些均重新整理了中國人造機械載人潛水最深記錄。

2016年6月22日至8月12日，中國“探索一號”科考船在馬裡亞納海溝海域開展了中國海洋科技發展史上第一次綜合性萬米深淵科考活動。中國自主研製的“海鬥”號無人潛水器下潛10767米。這次“海鬥”號不僅創造了中國水下機器人的最大下潛深度記錄，併為中國首次獲取了萬米以下深淵及全海深剖面的溫鹽深資料。這是繼“蛟龍號”七千米海試成功後中國海洋科技又一里程碑，標誌著中國的深潛科考開始進入萬米時代。從此萬米深海不再是中國海洋科技界的禁區！

2017年，中國科學院深海科學與工程研究所深海所首次實現馬裡亞納海溝“挑戰者”深淵萬米錨系潛標長期連續觀測，獲取了世界上首個萬米海底人工地震剖面。

2019年5月27日，中國遠洋綜合科考船“科學”號正式開始對位於西太平洋的馬裡亞納海溝南側系列海山展開調查，船載的“發現”號遙控無人潛水器採集到稀有的深水海兔。

日本

1984年日本人將高能專業探測航具“拓洋號”（Takuyo）送入馬裡亞納海溝，以多窄波束回波定位儀蒐集資料，測得最大深度為11040.41米（也記錄為10920±10米2）。國外一般則採用深10924米，如美國中央情報局及世界概況。

1992年，日本海洋科技中心耗資5000萬美元研製出“海溝”號水下機器人。“海溝”號長3米，重5.4噸，它是纜控式水下機器人，裝備有複雜的攝像機、聲納和一對採集海底樣品的機械手。研製它就是考察查林傑海淵。

經過數次失敗後，1995年3月24日，“海溝”號機器人被12000米長的一次纜緩緩放向海底，母船操作室內的17個監視器顯示出潛水器發回的圖象資料。經過三個半小時的“行進”，“海溝”號到達查林傑海淵底部，這時測深表顯示的水深值是10903.3米，修正水深為10911.4米。修正水深是根據水壓測定的值，通過含鹽量、水溫資料修正後的深度。“海溝”號創造了新的世界潛深紀錄，比原有紀錄深了15米。此後，“海溝”號還進行了試樣採集及拍攝等考察活動，人們從它傳回的影象中看到：茶色的海底泥土上，有一些白色的像海蔘一樣的生物在蠕動，旁邊還遊動著數條小魚。此前確認有魚的最深處是8370米。

海洋汙染

研究結果表明，在馬裡亞納海溝2673-10908m底層海水中，微塑料含量為2.06-13.51個/L，比開放大洋表層及次表層水中微塑料含量高出數倍；在馬裡亞納海溝5108-10908m表層沉積物中，微塑料含量為200-2200個/L，也明顯高於大多數深海沉積物中的含量。