一般來說，珊瑚礁多形成於水深較小的熱帶海區，不過在某些深海中也存在著一些冷水珊瑚礁。與熱帶海區的珊瑚礁不同，深海珊瑚礁基本不需要光照條件。深海珊瑚動物和數種海綿在海底組成了密實的泥隆堆。這些隆堆能有效鎖住海洋中的沉澱物，為周圍海域提供了適合魚類和無脊椎動物生活的環境。
科學家們在蘇格蘭海岸線西北的海床上發現了數百個泥隆堆。這片被命名為“達爾文之丘”的海底丘陵帶為深海珊瑚蟲和海綿提供了肥沃的附著基。該丘陵帶的平均水深為1000米，占地50平方千米。其中每個隆堆高約5米，寬約100米。隆堆的形狀類似一個逗號，主體為圓形，並有一個向西南方向伸出的近百米長的水滴形“尾巴”。與其他深海環境一樣，海底泥隆堆也是一種獨特的海底結構。
美國南佛羅裏達大學的科學家們在佛羅裏達西海岸的一座水底島嶼——普雷山脊處發現了一種珊瑚礁。直到2004年，科學家們才確定了這一發現的真實性。這一發現之所以令人震驚，主要是因為它是地球上唯一生活在深海卻仍能進行光合作用的珊瑚礁。
大洋區是地球上最大的生物棲息地，但是人類對其的探索和理解至今仍非常有限。通過對海洋表層海水和淺水海域的研究，我們獲得了大量關於海洋中物理和化學條件的知識，同時也了解了許多海洋生命的生活習性。但是，在對更遼闊和更遙遠海域探索所遇到的種種困難，阻礙了人類前進的腳步，使得大洋區仍然是人類科學版圖上的一塊空白。
深海的海底從大陸坡的急劇下降處開始。在大陸坡的底端，常存在著由沉澱物累積而成的一個小上升坡，叫做大陸隆起。大陸隆更遠處的海床主要由深海平原組成，廣闊的深海平原上常常出現深海丘陵或者海底山。海盆的中央被中洋脊分開，中洋脊是一條環繞全球的海底火山地震帶，它肩負著生成新的地殼的任務。
與對待大洋中的其他環境一樣，我們用鹽度、溫度、密度、光照、壓力、洋流、波浪、潮汐等因素的特性來描述深水環境。鹽度與溫度協同作用，決定了海水的密度。兩極寒冷而高鹽的海水由於密度大而下沉進入深海，並且在海底向赤道方向運動。通過這種下沉過程，冷水把溶解於其中的氧氣逐漸帶向深海，使得海中各個深度都有生物的存在。同時，這種下沉過程也引發了全球海洋中的熱鹽循環過程。在大洋表層，海水在風力的推動下形成了風海流，表麵洋流的運動使得表麵的海水得到充分的混合。
大洋區的大部分水域是陰暗而寒冷的。通常，陽光隻能照亮表層約200米的水域，這樣的光照區隻占整個海洋總量的一小部分。在表層的光照區中，生活著依靠光合作用提供能量的植物和單細胞綠色生物，它們是海洋食物鏈的開端。生活在透光層以下的生物，需要上浮到透光層中覓食，或者等待食物從透光層中沉降下來。死亡的植物或動物會逐漸下沉到海底。盡管這些生物的屍體對海洋表層植物來說是良好的營養物質，不過它們常常會下沉到植物們難以企及的深度並且沉積下來，隻有偶爾出現的海底上升流才能將這些營養物質帶回到海洋表麵，使得它們不至於徹底從海洋生態係統中流失。
一些位於深海的特殊海洋環境中，孕育著數量豐富的生命。地熱噴口和碳氫化物的沉積使得硫化氫和甲烷的化學物質進入該區域的海水中。一些特定的海底細菌可以將蘊涵於這些物質中的化學能轉化為生存所需的能量，並支撐起了這個地區的食物鏈。海底山、深水珊瑚礁和海底丘陵同樣是海底生命的聚集地，珊瑚蟲、蛤蜊、蝦和蠕蟲等生物，都喜歡在這樣的環境定居。