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海洋按深度不同可划分为浅海（＜1 000m）、半深海（1 000~3 000m）、深海（3 000~6 000m）和海斗深渊（>6 000m）。其中，海斗深渊的海底面积约为4.5万km 2 ，是海洋生态系统的重要组成部分。
浅海、半深海、深海和海斗深渊对应的深度
典型的海洋现象包括环流、内波、海气界面交换、地震，涉及海洋物理、化学生物、地质等多个学科。海表体现为海气界面交互而产生的风暴潮等，海水水体体现为海流、内波、微生物群落等，海底体现为地质、地球化学的变化特性。
海底及海水水体典型海洋现象
海底观测网声学监听
海洋声学监听最初应用于冷战时期美国海军的声波监听——美国在大西洋和太平洋中的海底观测节点上布置大量水听器，用以监听苏联潜艇动向。随后该监听系统搭载新的科学观测仪器，如海底地震监测、水文数据采集、生物捕获等传感器，利用水下接驳盒作为水下中继节点，实现对这些仪器的输/变电、观测数据传输。最后逐步形成海底观测网：以海底能源/信息输送光缆、水下接驳盒技术为基础，将各种海底观测仪通过水下接驳盒进行搭载，实现供电及数据采集，在海底进行组网观测；通过在海底敷设光缆，扩大海底观测范围，形成对海底长期声学监听、地震监听及数据采集的能力。
马里亚纳海沟西南端“挑战者”深渊，最大水深达到11 000m，具有独特的海洋极端环境，其内部压力大、温度低、无光、构造活跃、地震密集、生命奇特。这里有着专属性的洋流运动和环境要素，人类难以预见的水体、沉积和成矿地球化学特征，并且洋流运动与上层海洋和洋壳内部之间存在着广泛而特别的物质和能量交换。这些重要而奇特的物理、化学、生命与地质现象中的科学问题，正是目前研究的热点。
深渊内部有着独特的物理海洋学现象，可通过探测深渊洋流和水团时空变化特征，来揭示深渊洋流与全球大洋环流的内在联系，探索洋流对深渊动物幼仔迁移和物质输运的作用，揭示深渊生物新陈代谢的基本物理环境特征。同时，通过观察深渊内部基本化学环境要素特点，分析其独特的化学、矿物和地质微生物学现象，从而揭示深渊物质通量和碳收支模式，并推导深渊内部独有的早期成岩作用机制和铁锰结核成矿机制。
海底可燃冰
金属矿产资源
进入21世纪，日益加剧的人口、资源与环境之间的矛盾，使更深更远的海洋成为人类社会实现可持续发展的战略空间和资源宝库。海洋油气资源不断被发现，而海洋石油主要蕴藏在深海海底，目前估计，全球未来油气总储量的40%将来自深海海底；可燃冰更有可能成为未来的替代性矿物能源；深海金属硫化物、多金属结核矿以及正在开始揭示的深海“暗能量生物圈”基因资源等，都展现出目前还难以估量的深海资源前景。
深海金属矿产资源也是新一轮国际海上竞争的前沿领地。近期我国“蛟龙”号深海载人潜水器在马里亚纳海沟的海试过程中，观察到了海沟铁锰金属结核在深海海底的广泛发育。铁锰结核的形成与原位的氧化还原条件、金属元素来源、沉积速率、水深等成矿环境密切相关，不同环境中所形成的铁锰结核矿物，在形态结构、矿物组成地球化学特征等方面有着较大差异。目前虽然尚未对这些结核进行深入的矿物学和地球化学研究，但是据现有信息来看，海底结核成松散的皮状覆盖于深海沉积物之上，具有显著区别于上层大洋盆地和浅海环境中同类矿物的宏观形态和结构。