马里亚纳海沟位于北纬11°20，东经142°11.5;，即于菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底，亚洲大陆和澳大利亚之间，北起硫黄列岛、西南至雅浦岛附近。其北有阿留申、千岛、日本、小笠原等海沟，南有新不列颠和新赫布里底等海沟。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11,034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。2014年12月，科学家马里亚纳海沟8145米的海床上发现了一种鱼类，打破鱼类的海洋栖息深度纪录。
世界之最
海沟深度
马里亚纳海沟是世界上最深的海沟，其最深处叫查林杰海渊。马里亚纳海沟位于北太平洋西部马里亚纳群岛以东。1951年，英国“查林杰8号”船发现了这一海沟，当时探测出的深度为10836米。此后，这一数据不断被新的纪录所修正。
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，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。
潜深记录
“海沟”号创造了新的世界潜深纪录，比原有纪录深了15米。
鱼类栖息深度
2014年发现的栖息深度最深的鱼类
“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。
2014年12月，鱼类的海洋栖息深度纪录被打破，科学家在太平洋马里亚纳海沟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。
海沟探秘
1899年，人类在关岛东南首先测到内罗渊的深度为9660米。这一记录一直保持了30年。1929年在其附近测出了9814米的深度。
1951年英国皇家海军挑战者二号首度测量海沟，其最深处便以挑战者深渊为名。挑战者二号以回波定位方式于北纬11度19分，东经142度15分，测出10900米的深度。此方式是以探针通过渐层深度，反复发送声波，再以耳机捕捉回波，并将回波器的速率，以手持码表计时完成。因此正式提报新的最深距离时，按照谨慎的作法，应将所测深度减去一个尺度（20噚）较妥，从而得出5940噚（10863米）的数据。
1957年苏联科学院海洋研究所的一艘海洋考察船“斐查兹”号对马里亚纳海沟进行了详细的探测，并用超声波探测仪于8月18日在它的西南部发现了一条特别深的海渊，1960年美国海军“的里雅斯特”号深潜器创造了潜入海沟10916米的世界记录。
1960年1月，科学家乘坐“的里雅斯特”号深海潜水器，首次对成功地下潜至马里亚纳海沟最深处进行科学考察。令人惊奇的是，在这样的海底，科学家们竟看到有一条鱼和一只小红虾在游动！
1957年俄罗斯航具“维塔兹号”（Vityaz）回报测得11034米（36201英尺）深度，将该处命名为“马里亚纳深凹”；但此数据从未再测得，故不以为准确。
1962年机动载具“史宾塞·傅乐顿·拜尔德号”（Spencer F. Baird）测得最深10915米（35810英尺）。
1984年日本人将高能专业探测航具“拓洋号”（Takuyo）送入马里亚纳海沟，以多窄波束回波定位仪蒐集资料，测得最大深度为11040.41米（也记录为10920±10米2）。国外一般则采用深10924米，如美国中央情报局及世界概况。
最为精确的纪录则由日本探测艇海沟号（Kaiko）于1995年3月24日测得深度10911米（35798英尺）。
2012年3月，美国好莱坞著名导演詹姆斯-卡梅隆独自乘坐潜艇“深海挑战者”号，下潜近11千米，探底西太平洋马里亚纳海沟。关岛当地时间26日7:52，即北京时间5:52，卡梅隆成功下潜至世界海洋的最深处——马里亚纳海沟的挑战者海渊底部，当地时间26日上午返回水面。这是人类第二次探底马里亚纳海沟，卡梅隆是单枪匹马潜至这一“地球最深处”的第一人。
活动合作方美国国家地理学会说，卡梅隆于约两小时后潜至10898米深处，探底马里亚纳海沟。海沟底部是永恒黑暗，温度只有几摄氏度，水压相当于大约1000个大气压。卡梅隆在洋底探险3小时有余，收集生物和地质样本、拍摄图片和视频。
2012年6月27日，“蛟龙”号于北京时间5时29分顺利下潜入水，开始7000米级海试第5次下潜。经过3个多小时的下潜，于北京时间11点47分到达水下7062.68米的深度，超过上次下潜深度43米，创造中国载人潜水器的新纪录。