马里亚纳海沟，又称“马里亚纳群岛海沟”，是所知地球上最深的海沟，该海沟地处北太平洋西部海床，靠近关岛的马里亚纳群岛的东方，该海沟为两个板块辐辏俯冲带，太平洋板块在这里俯冲到菲律宾板块（或细分出的马里亚纳板块）之下。马里亚纳海沟在海平面以下的深度已经超过珠穆朗玛峰的海拔最高处。
马里亚纳海沟（Mariana Trench）位于北太平洋西部马里亚纳群岛以东，为一条洋底弧形洼地，延伸2550公里，平均宽69公里。主海沟底部有较小陡壁谷地。1957年苏联调查船测到10990米深度，后又有11929米的新记录。1960年美国海军用法国制造的“的里雅斯特号”深海潜水器，创造了潜入海沟10911米的纪录。一般认为海洋板块与大陆板块相互碰撞，因海洋板块岩石密度大，位置低，便俯冲插入大陆板块之下，进入地幔后逐渐熔化而消失。在发生碰撞的地方会形成海沟，在靠近大陆一侧常形成岛弧、弧后盆地和海岸山脉。这些地方都是地质活动强烈的区域，表现为火山爆发和地。
如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底，峰顶将不能露出水面。不少的登山家成功地征服了珠穆朗玛峰，但探测深海的奥秘却是极其困难的。1960年1月，科学家首次乘坐“的里雅斯特"号深海潜水器，首次成功下潜至马里亚纳海沟底进行科学考察。海沟底部高达1100个大气压的巨大水压，对于人类是一个巨大的挑战。深海是一个高压、漆黑和冰冷的世界，通常的温度是2℃（在极少数的海域，受地热的影响，洋底水温可高达380℃）。令人惊奇的是，在这样深的海底，科学家们竟然看到有一条比目鱼和一只小红虾在游动。有的理论认为深海海沟的形成主要原因是地壳的剧烈凹陷。
潜水员曾在千米深的海水中见到过人们熟知的虾、乌贼、章鱼、枪乌贼，还有抹香鲸等大型海兽类；在2000～3000米的水深处发现成群的大嘴琵琶鱼：在8000米以下的水层，发现仅18厘米大小的新鱼种。在马里亚纳海沟最深处则很少能看到动物了。
2014年12月，科学家在马里亚纳海沟8145米的海床上发现了一种鱼类，这比先前纪录深了将近500米。
参加研究计划的科学家发现的这个奇特生物据信是“狮子鱼”，“当它游泳时，看起来像有个奇怪的卡通狗鼻子背后浮动着湿纸巾。”这种鱼浑身成白色，头大、眼睛小、没有鱼鳞，通常较人类的手掌稍长。
英国亚伯丁大学(Aberdeen University)科学家杰米生(Alan Jamieson)博士表示：“这种栖息深度很深的鱼，不像我们所曾看过的东西，也不像我们已知的任何东西
2011年1月，一个国际科研团队通过对世界最深海沟马里亚纳海沟的考察，发现那里储存着大量碳，这意味着海沟在调节地球环境方面的作用比人们之前认识的更为重要。马里亚纳海沟就像是个沉淀物收集器，被海沟里细菌转化的碳的量比6000米深的海底平原上的碳含量高。这说明了海沟里碳含量比研究人员此前认为的高，他们以前没意识到深海里还有这么一个二氧化碳收集槽。科学家们下一步的想法是把研究结果量化，算出深海海沟里的碳含量到底比其它海域多出多少，而细菌转化的碳的量具体是多少，这些数据能帮助科研人员更好了解深海海沟在调节气候方面的作用。
1992年，日本海洋科技中心耗资5000万美元研制出“海沟”号水下机器人。“海沟”号长3米，重5.4吨，它是缆控式水下机器人，装备有复杂的摄像机、声纳和一对采集海底样品的机械手。它的研制目标很明确：就是要考察查林杰海渊。
经过数次失败后，1995年3月24日，“海沟”号机器人被12000米长的一次缆缓缓放向海底，母船操作室内的17个监视器显示出潜水器发回的图象资料。经过三个半小时的“行进”，“海沟”号到达查林杰海渊底部，这时测深表显示的水深值是10903.3米，修正水深为10911.4米。修正水深是根据水压测定的值，通过含盐量、水温资料修正后的深度。“海沟”号创造了新的世界潜深纪录，比原有纪录深了15米。此后，“海沟”号还进行了试样采集及拍摄等考察活动，人们从它传回的图像中看到：茶色的海底泥土上，有一些白色的像海参一样的生物在蠕动，旁边还游动着数条小鱼。此前，确认有鱼的最深水深是8370米。
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