世界上最深的海沟马里亚纳海沟位于北纬11°20，东经142°11.5，即西太平洋菲律宾东北，全长2550千米，为弧形，平均宽70千米，大部分水深在8000米以上。最大水深在斐查兹海渊，为11034米，是地球的最深点，这条海沟的形成据估计已有6000万年，是太平洋西部洋底一系列海沟的一部分。马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震。
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。在世界上最深的海沟马里亚纳海沟最深处则很少能看到动物了。
马里亚纳海沟是世界上最深的海沟，其最深处叫斐查兹海渊。是地球已知的最深点。探测深海的奥秘是极其困难的，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雅纳海沟进行科学考察。
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。
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。世界上最深的海沟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。
