1899年，人类首次在关岛东南测得尼禄渊深度9660米。这个记录保持了30年。1929年，在它附近测得的深度为9814米。1995年，日本勘探船Trench测量的深度为10911米。
没有好的方法来测量海洋的深度。基本上是比较笨的办法。即根据世界各地的地质构造，选择一些特殊区域进行勘探，通过上升探测和压力测量的方法确定海水的深度。马里亚纳海沟是由欧亚大陆和太平洋板块相互挤压形成的，这是世界上最大的两个板块。碰撞时携带的动能也可能形成最壮丽的海底世界。基于此，结合船舶航行测量数据，可以获得海洋的深度信息。虽然整个海洋探索的范围还比较少，但一些特殊领域的探索已经比较深入。马里亚纳海沟是世界上最深的海沟，最深点约11000米，第二名是菲律宾海沟，最深点超过10500米。现代技术可以结合卫星探测，也可以通过发送某种波或者测量重力加速度来扫描地球的海洋，从而大致确定海洋的深度，然后派船测量具体深度。中国还发明了一种最精确的测量方法——全海深多波束，这是一种安装在舰船上的测量方法。
马里亚纳海沟深海也是一个非常大的生态系统，无论是海底地形还是生物种群都与浅海有很大的不同。从海底地形来看，世界上深度超过万米的海域并不多，主要集中在马里亚纳海沟的部分区域。马里亚纳海沟是陆地和海洋板块碰撞挤压形成的，海底像喜马拉雅山一样是一个巨大的海底山脉系统。有许多活火山。火山是地球内部的岩浆从地壳薄弱部位喷涌而出的现象。如果地壳薄弱，就会出现裂缝，海水就会沿着裂缝渗入地下。因为地球内部的压力和温度更高，水在气体和液体的超临界状态之间会被加热到高温高压，高压又会导致水再次被挤压到海洋中，形成海底温泉，从而构建了地球上另一个特殊的生态系统。
在陆地或浅水区，我们更知道植物的光合作用固定了太阳的能量，二氧化碳和水等小分子物质被用来合成有机物质，供给自然界的大型动物。因为在深海中光线达不到海底，而海底的热泉不断释放热量和物质，于是一些古菌进化到以化学能为能源，以热泉中的小分子为合成有机物的原料，形成了以化能自养细菌为生产者的生态系统。细菌固定能量，变成有机物，吸引很多鱼虾吃细菌，聚集在海底的温泉附近。然而，化能自养细菌的能量效率较低，能够支持的生物有限。因此，许多生物以沉淀在上层海水中的生物试片和植物片为食。所以万米深度海底的生物资源也是相当丰富的。目前人类对深海的生物资源知之甚少，只是知道一些生物的存在，比如会飞的章鱼等等。
深海生物的生物结构与浅海有很大不同。除了能源，还有一个适应的压力环境。万米深海的压力非常大，那里的生物都有一个特点，就是体内的水分非常丰富，最高的达到90%以上。机会都是由水构成的，体膜或者细胞膜的通透性比较好，所以水可以自由进出生物，也就是利用水来抵抗水的压力。在为数不多的深海潜水中，科学家们还发现了一种最大的单细胞动物。在马里亚纳海沟底部，一万米处，我们居然发现了一种巨型变形虫，最大直径15厘米，数量很大。更令人担忧的消息是，最近的一些探索发现，马里亚纳海沟中也有许多塑料垃圾，这表明了人类活动对地球环境的深刻影响。
