大體來說，大洋區是壹個生命貧瘠的地帶，但是其中也不乏壹些具有獨特性質的深海環境。這些獨特的環境猶如大洋中的綠洲，雖然許多只有足球場大小，但是這些“海洋綠洲”中生活著的生命數量卻百倍於它們周圍的普通深海。通常，這些生命繁榮的海域間存在著壹些***同點。例如，在這些綠洲海域的海底，常常存在著特殊的地質結構而使正常的深海水流發生了改變。扭曲的深海流常常使某片海底形成集中的沈澱區，或上升流區。深海流的作用深深地影響了該區域的種群結構。沈澱集中的區域是深海穴居生物的天堂，而上升流從海底帶來的大量營養物質更為淺水居住者們提供了豐富的食物。通常，這些“海底綠洲”出現在深海熱泉、海底山脈或深水珊瑚礁等特殊海底結構的附近。
海底熱泉系統最顯著的標誌是壹個類似煙囪壹樣的熱水噴口——煙柱(a)，從煙柱中不斷地噴湧出富含硫化氫的熱水(b)。熱泉噴口附近生存的生物多種多樣，其中包括管蠕蟲(c)、巨人蚌(d)、巨型蛤蜊(e)、深海蟹(f)以及視力已經退化的短尾蟹(g)
在壹些存在地質活動的海床(如海底火山區、大洋擴張區)周圍，會形成壹些地熱噴口。1977年，科學家在加拉帕戈斯群島附近找到了第壹個地熱噴口。隨後，數以百計的類似結構被壹壹探明位置。在中洋脊和其他壹些地質活動頻繁的地區，熾熱的巖漿逐漸向海床表面湧動。在這些地區的海床上，海水會滲入地殼的裂縫中，直至最終被裂縫底部的巖石所阻擋。這些巖石與其下方的巖漿緊密接觸，溫度非常高。在海水下滲的過程中，裂縫中高濃度的硫化氫以及壹些其他礦物質會大量進入水中。最終這些富含礦物質的海水會被裂縫底部的熱巖石加熱到約380℃。高溫使水體積急劇膨脹並重新由裂縫中噴出，這壹過程就形成了深海熱泉。盡管水的正常沸點是100℃，但是深海熱泉中噴出的水卻因深海強大的水壓而並沒有沸騰。這是因為液體的沸點會隨著壓力的升高而升高，海底強大的水壓使得水的沸點大大升高，以至在380℃的高溫下仍能保持液態。
從噴口中湧出的過熱海水與大洋中寒冷的水接觸時會急劇冷卻。因此，溶解在過熱水中的礦物質會大量析出，而圍繞著噴口形成形狀如煙囪壹般的沈積層，叫做煙柱。噴口周圍的“煙囪”沈積速度非常快，通常，這些煙柱的高度每天可以增長約30厘米。最後，煙柱由於沈積得太高而在其自身重力的作用下倒塌，並從噴口周圍開始新壹輪的沈積。“煙囪”結構的壹般高度在10~20米，不過其中有壹個叫做“哥斯拉”的海底煙柱居然有15層樓約50米那麽高；其噴口直徑更是達到了驚人的12米。地熱噴口的壽命很短，不過當壹個噴口壽終正寢後，常常會有新的噴口生成。
海底黑煙囪示意圖
在海底熱泉的海水中，常常溶解有硫化氫。硫化氫是壹種具有臭雞蛋氣味的劇毒化學物質，對於大多數生物體來說，它的毒性不亞於氰化物。除硫化氫外，熱泉海水中還存在著諸如鐵、鋅、銅等重金屬離子，如果含量大到壹定程度，這些金屬離子也具有毒性。盡管環境中存在著以上這些有毒的化學物質，熱泉系統卻依然生機勃勃。實際上，正是有毒的硫化氫為噴口周圍的生命提供著生存所需的能量。海底的壹些細菌從硫化氫的化學反應中獲得能量，而這些細菌則是海底熱泉系統食物鏈的開端。
與地熱噴口類似的海底環境中容易形成碳氫化合物的沈積區。例如在大陸坡上會有少量石油、甲烷和硫化氫等沈澱滲入海底沈積物中。在水深較大的地區，由於溫度很低，甲烷會開始凍結而形成水合甲烷固體，有些文獻又把它稱為可燃冰。在這些類熱泉生態系統中，沈積於海底的碳氫化合物和硫化氫為化能細菌們提供了充足的食物。
除熱泉系統外，海底山脈也是壹種富饒的海底環境。海底山是海底火山的壹種，它們多出現於地理活動頻繁的板塊邊緣地帶。另外，存在於板塊內的巖漿包也能形成海底山。海底山在形態和結構上都近似於陸地上的火山。它們都存在著基巖外露、山谷、火山具有的沈澱積累層等特點。大部分海底山是仍能噴出巖漿的活火山，此外也有壹些休眠火山。在阿拉斯加灣附近海域，就存在著壹個海底山脈區，其中最高的壹座休眠火山高達3，000米。
海底山脈
首個被發現的海底山是戴維森山，它位於美國加利福尼亞州蒙特裏城的西南方向193.1千米的海底。該山形成於1，200萬年前，現已沈寂的戴維森山由斑駁的火山巖構成，它的頂部覆蓋著壹層已經沈積多年的火山灰。戴維森山是美國海域最大的海底山水生系統，其周圍的水域承載著大量的海洋生命，其中包括相當數量的抹香鯨和信天翁。
壹般來說，珊瑚礁多形成於水深較小的熱帶海區，不過在某些深海中也存在著壹些冷水珊瑚礁。與熱帶海區的珊瑚礁不同，深海珊瑚礁基本不需要光照條件。深海珊瑚動物和數種海綿在海底組成了密實的泥隆堆。這些隆堆能有效鎖住海洋中的沈澱物，為周圍海域提供了適合魚類和無脊椎動物生活的環境。
1998年，科學家們在蘇格蘭海岸線西北的海床上發現了數百個泥隆堆。這片被命名為“達爾文之丘”的海底丘陵帶為深海珊瑚蟲和海綿提供了肥沃的附著基。該丘陵帶的平均水深為1，000米，占地50平方千米。其中每個隆堆高約5米，寬約100米。隆堆的形狀類似壹個逗號，主體為圓形，並有壹個向西南方向伸出的近百米長的水滴形“尾巴”。與本小節介紹的其他深海環境壹樣，海底泥隆堆也是壹種獨特的海底結構。
海底泥隆堆也是壹種獨特的海底結構
1999年，美國南佛羅裏達大學的科學家們在佛羅裏達西海岸的壹座水底島嶼——普雷山脊處發現了壹種珊瑚礁。直到2004年，科學家們才確定了這壹發現的真實性。這壹發現之所以令人震驚，主要是因為它是地球上唯壹生活在深海卻仍能進行光合作用的珊瑚礁。
大洋區是地球上最大的生物棲息地，但是人類對其的探索和理解至今仍非常有限。通過對海洋表層海水和淺水海域的研究，我們獲得了大量關於海洋中物理和化學條件的知識，同時也了解了許多海洋生命的生活習性。但是，在對更遼闊和更遙遠海域探索所遇到的種種困難，阻礙了人類前進的腳步，使得大洋區仍然是人類科學版圖上的壹塊空白。
深海的海底從大陸坡的急劇下降處開始。在大陸坡的底端，常存在著由沈澱物累積而成的壹個小上升坡，叫做大陸隆。大陸隆更遠處的海床主要由深海平原組成，廣闊的深海平原上常常出現深海丘陵或者海底山。海盆的中央被中洋脊分開，中洋脊是壹條環繞全球的海底火山地震帶，它肩負著生成新的地殼的任務。
與對待大洋中的其他環境壹樣，我們用鹽度、溫度、密度、光照、壓力、洋流、波浪、潮汐等因素的特性來描述深水環境。鹽度與溫度協同作用，決定了海水的密度。兩極寒冷而高鹽的海水由於密度大而下沈進入深海，並且在海底向赤道方向運動。通過這種下沈過程，冷水把溶解於其中的氧氣逐漸帶向深海，使得海中各個深度都有生物的存在。同時，這種下沈過程也引發了全球海洋中的熱鹽循環過程。在大洋表層，海水在風力的推動下形成了風海流，表面洋流的運動使得表面的海水得到充分的混合。
中洋脊示意圖
大洋區的大部分水域是陰暗而寒冷的。通常，陽光只能照亮表層約200米的水域，這樣的光照區只占整個海洋總量的壹小部分。在表層的光照區中，生活著依靠光合作用提供能量的植物和單細胞綠色生物，它們是海洋食物鏈的開端。生活在透光層以下的生物，需要上浮到透光層中覓食，或者等待食物從透光層中沈降下來。死亡的植物或動物會逐漸下沈到海底。盡管這些生物的屍體對海洋表層植物來說是良好的營養物質，不過它們常常會下沈到植物們難以企及的深度並且沈積下來，只有偶爾出現的海底上升流才能將這些營養物質帶回到海洋表面，使得它們不至於徹底從海洋生態系統中流失。
壹些位於深海的特殊海洋環境中，孕育著數量豐富的生命。地熱噴口和碳氫化物的沈積使得硫化氫和甲烷的化學物質進入該區域的海水中。壹些特定的海底細菌可以將蘊涵於這些物質中的化學能轉化為生存所需的能量，並支撐起了這個地區的食物鏈。海底山、深水珊瑚礁和海底丘陵同樣是海底生命的聚集地，珊瑚蟲、蛤蜊、蝦和蠕蟲等生物，都喜歡在這樣的環境定居。
生物的王國
地球上有數百萬種不同的生物。為了研究它們，被稱為分類學家的科學家們根據這些生物的特征，將它們進行了分類。歷史上第壹位分類學家是瑞典科學家林奈，他把所有的生物劃分為兩個極其龐大的類型——植物界和動物界。19世紀中葉，除這兩大領域之外，生物學家們還新定義並添加了原生生物界、微生物界和真菌界。當日新月異的顯微鏡技術使分類學家可以繼續分辨微型生物體的特征之後，他們又從原生生物界中分離出原核生物界。直至1969年，壹個由原核生物界(如細菌)、原生生物界、真菌界、動物界和植物界組成的五界分類系統才建立起來。這個五界分類系統在今天仍然被很多人沿用著，但現在，大部分科學家選擇將原核生物界又分為兩大組別，即古細菌界和真菌界。
海洋浮遊生物
原核生物是地球上最小的生命體，它們的細胞結構比其他生物簡單得多。原核生物無法自己制造食物，例如埃希氏大腸桿菌和炭疽芽孢桿菌。能夠進行光合作用的原核生物有藍藻等，魚腥藻近緣種和脆瘦鞘絲藻等生物都是典型的藍藻。六界分類系統中的真菌界，包含那些生活在水、土壤和其他生物體中的最常見的原核生物。古細菌是地熱泉和超鹽湖床等極端環境中的“居民”。
另壹個單細胞生物領域是原生生物界，例如變形蟲、裸藻和矽藻。與原核生物不同的是，原生生物的個頭比較巨大，它們復雜的細胞在結構上與多細胞生物的細胞很接近。原生生物界成員的活動性、大小、形狀和攝食策略隨種類不同而變化多樣。壹些是自養性營養，壹些是異養性營養，其余的則是兼養性生物。兼養性營養的生物既可以自己制造食物，又可以以其他生物為食，這種選擇的變化主要取決於它們所處的環境條件的優劣。
真菌界主要包含多細胞有機體，如黴菌，但其中也有很少壹部分單細胞成員，如酵母菌。真菌不能四處移動。由於它們不含葉綠素，所以無法合成自己的食物。它們都是異養性生物，通過在食物上分泌消化酶來進行消化，從而攝取營養。
原生生物界示意圖
最後，是由多細胞生物組成的植物界和動物界。植物界的生物，例如海藻、樹木和蒲公英等都不能移動，但它們可以通過將太陽能轉化為簡單的碳化合物來獲得自己的食物。所以，植物都是自養性生物。魚、鯨和人類等動物都是異養性生物，它們無法合成自身所需的物質，所以必須主動去搜尋各自的食物。