La mer profonde commence là où ne parvient quasiment plus aucun rayon de soleil, c’est-à-dire vers 200 mètres de profondeur. Avec plus de 11000 mètres de profondeur, la fosse des Mariannes, à l’est des Philippines, est le point le plus profond des fonds marins. L’eau froide a une température d’environ 3°C et contient très peu d’oxygène. La grande masse d’eau crée une forte pression qui peut être jusqu’à 1000 fois plus forte qu’en surface.

Au fond des bassins océaniques, là où les plaques tectoniques s’éloignent l’une de l’autre (Seafloor Spreading), des dorsale médio-océaniques se créent et forment des massifs montagneux qui s’élèvent au-dessus du fond de la mer. Le magma chaud en provenance du centre de la Terre réchauffe l’eau de mer aux alentours, ce qui a permis le développement d’une faune des profondeurs thermophile. Même si les eaux profondes sont considérées comme inhospitalières en raison du manque de lumière, on y trouve, concentré sur une petite surface, un nombre étonnamment élevé d’organismes vivants. On y a découvert entre autres des vers annelés, des mollusques, des crabes et des éponges. Les grands coquillages blancs qui peuvent atteindre 40cm sont particulièrement remarquables. Les pogonophores (vers vivant dans des tubes annelés) sont également étonnants: ils atteignent une taille de 3 mètres et ressemblent à des bouquets de fleurs sortant des fissures.

Dans les régions des dorsales médio-océaniques, des bactéries sulfuriques (chimiosynthèse) se sont développées à la place du phytoplancton (photosynthèse). Elles vivent dans les tissus des animaux et les approvisionnent en énergie. Les bactéries sulfuriques tirent l’énergie d’une réaction chimique (oxydation de l’acide sulfurique) et alimentent en produits vitaux les animaux avec lesquels elles vivent en symbiose. Les vers pogonophores et les grands coquillages blancs qui possèdent ces bactéries dans leurs tissus sont des exemples typiques de ces symbioses. De plus petits animaux de ces habitats, tels que crabes et poissons, ne vivent pas en symbiose avec les bactéries, mais se procurent leur nourriture solide en filtrant l’eau ou en capturant d’autres animaux.