深海生物，通常指生活在深度200米或更深的海水压或海底热泉中的生物，由于黑暗、高压、低温或热泉附近的高温、海水缺氧或有毒、食物匮乏，摄食、代谢均需特化，但程度不一。深海生物的“奇怪”在几个层面上有不同的含义。
深海生物是生活在大洋带以下的生物。深海地区终年黑暗，阳光难以透入，盐度高，压力大，水温低而恒定，动物种类和数量非常贫乏，且大多属碎屑食性动物，只有少量肉食性动物。深海生物按生活方式可分为浮游生物、游泳生物、底栖生物三大类。
生活在水深超过1000米处的海洋生物。包括微生物、无脊椎动物和鱼类等。通常认为随着水深的增加，水生动物的数量会急剧减少，实践证明这种规律在许多海区是存在的，但并非绝对化，相反在世界海洋的深海区有形成鱼类高度集群的生物基础。并且在深海的热液喷口处有以化能自养细菌为初级生产者的生物群落存在，其中大部分是特有种。
深海一般指1000m以下的海洋，平均深度达3800m，最大深度达6000m以上，此时压力可达60MPa；深海的大部分地方的盐度与海水相同，为30左右，属于高盐环境；在1000m以下的深海，完全没有太阳光，仅有少量的生物发光和同位素产生的射线。因此，深海环境一般为黑暗、低温、高压、高盐。在深海的热液喷口处有特殊的高温区域存在。
深海鱼分属十多个科，特征是口大、眼大，身体某一或某几部分有发光器。发光器既用于诱捕猎物，也用于引诱配偶。深海鱼在进化过程中为适应压力极大，极寒冷和黑暗的生存环境而形成了这些特殊习性。深海鱼的栖息地是世界上最特殊的地方。由于深海中的竞争不如岸边或浅海中那么激烈，使许多原始类群得以存活至今。最重要的深海鱼类群有深海垂钓鱼、蝰鱼及毛口鱼。深海垂钓鱼属角鮟鱇亚目(Ceratioidei)，它们诱捕猎物的方法是摇动脊鳍的鳍棘作为诱饵；蝰鱼属蝰鱼科(Chauliodontidae)，有许多夹状牙，是可畏的掠食性鱼；毛口鱼属钻光鱼科(Gonostomatidae)，是世界上数量最多的鱼类。
幽灵蛸是一种发光的生物，身体上覆盖着发光器官，这使得它们能随心所欲地把自己点亮和熄灭，当它熄灭发光器时，它在自己所生存的黑暗环境中就完全不可见。
幽灵蛸生活在深海中，保命手段之一就是这种生物光，当感觉到有危险存在的时候，它们会突然发光迷惑猎食者然后逃跑。
和多数的乌贼、鱿鱼、章鱼不同，幽灵蛸没有墨囊。它们的腕上长着尖牙一样的钉子，由此使它们在英文中得名“吸血鬼鱿鱼”。有一对腕变化成可以延展的细状体，可以拉长到这种动物身体两倍的长度，它们就是利用这对伸缩自如的腕同其它短些的腕合作，一起来捕捉猎物。遇到危险的时候，幽灵蛸就把腕全部翻起盖在身上，形成一个带钉子的保护网。
就胶冻状的生物而言，幽灵蛸游泳的速度是非常地快，最快每秒可以达到两个身长，而且可以在启动后5秒内达到这个速度。如果危险就在眼前，它能连续来几个急转弯来摆脱敌人。它们的鳍可以帮助游泳，就象企鹅和海龟所做的那样来划水。
1000米左右的深度是它们适宜生活的地方，但到13,000英尺(4000米)深还能找到它。
冥河水母是一种深海生活的大型水母，已知的最大个体伞径约1.4米，体长（包括触手）达11米。其外型呈黑红色，有一个伞状的钟状结构，直径可达1米。它还有4条长达10米的“桨状”手臂，因为没有带刺的触须，所以可以用来捕捉猎物。这种水母的伞缘没有触手，但在嘴的周围有四条十分发达的口腕。伞缘的褶皱很多，伞下的纵肌很发达。这种水母也十分罕见，自一百多年前发现以来，人类只在大洋中发现过这种水母114次。最近一次是2021年11月美国科学家在加州蒙特利湾的深海里拍到了罕见的冥河水母。关于这种水母的生活习性的研究十分欠缺，只知道这种水母主要生活在500到2000米左右的深海，而且其分布较广，大西洋，太平洋，北冰洋都有发现。而且有趣的是，一种深海鳚经常与这种水母一起生活，这也是人类已知的唯一一种与水母共生鳚鱼。
炉眼鱼作为深海鱼类，其实是一种头和腹部扁平且身细长的炉眼鱼科的一个属。此鱼不寻常的特点是眼睛有一个“透镜”，并覆盖在一个大的薄骨膜。该属物种生活在海底深处，从约1300到5000米左右。其真实图片不为大多数人知晓，并非为网络上所传的那样。
炉眼鱼科深海狗母鱼属的18种短头深海狗母鱼用骨盆鳍上的两根刺和尾鳍上的一根刺在海底栖息，可以视为三条腿，某些种类的“腿”有身体的两三倍长。这“腿”站立时很硬而游泳时十分柔软，目前认为是液压调节的。它们还是雌雄同体且必要时可以单独繁殖。
大王酸浆鱿生活在南极海约2000米深处，体重可达495~700千克，超过大王乌贼，是现存最重的软体动物，但体长往往不及大王乌贼。大王酸浆鱿的眼睛与嘴喙均可长到比最大的大王乌贼更大，触手上没有吸盘而是带有约5厘米长的钩爪，以此捕食或自卫。大王酸浆鱿靠尿酸调节浮力，体内的尿酸含量非常高、处理起来比较麻烦，而且深海巨型头足类死后普遍腐烂迅速，并不适合人类食用。
一些研究显示，体重500千克左右的大王酸浆鱿每天可能只需要30克食物就能生存，能量效率骇人听闻。可能平时主要是低速漂流，发现猎物后才会突然出击。
大王酸浆鱿身长约10米。相对大王乌鱿不同，他们的腕短于身体长度，从1980年至2010年，发现的大王酸浆鱿最大的11米，但是死后的乌贼尸体都会膨胀，腕也会相对活体时更长，这样看来，活的时候体型在10米以内。
大王酸浆鱿耳朵里有很小的耳石，用于分辨方向，上面有圆圈，类似年轮，一圈代表一天，大王酸浆鱿生长得快。它们血液呈蓝色，肛门从腮部下面穿过，有八条短腕，两条触腕，长得为触腕，短的就是普通的腕；腕足上长有可360度旋转的倒钩，类似于老虎的利爪，最长可达8cm，可以轻易在鲸脂中划出2英寸深的伤口。雄性比雌性更罕见，雄性进化出交接腕，向雌性体内注射精液，其卵子直径约为1mm。迄今为止发现的大多为雌性。大王酸浆鱿的眼睛与嘴喙的大小均凌驾大王鱿，触腕上没有吸盘而是大小约5厘米的钩爪，以此来捕捉猎物或自卫。图1为2007年新西兰船员在南极罗斯海捕获到的雌性未成年大王酸浆鱿。
深海热泉生态系里的生物不依赖阳光、周围环境高温且有大量硫化氢之类，在细胞层面有许多特质。但你还是可以在它们身上找到熟悉的有氧呼吸、糖酵解、硫代谢过程之类。
巨型管虫主要栖息于深海热泉附近，周围环境温度在2到30摄氏度、富含硫化氢，为了和硝化细菌共生，它们还要耐受极高浓度的硝酸盐。其身长可达2米至2.4米，最长约2.7米。羽织虫也有类似的体型，栖息于洋底冷泉周围。除了前者的环境耐性，二者的差异还体现在生长速度和寿命上——前者两年就可以生长1.5米，但是寿命较短；后者要花一百多年才能生长2米，但是寿命可达250年。
巨型管虫是一种动基片纲的动物。直径5-8厘米，身长达3米。巨型管虫的奇异之处在于它既没有嘴也没有消化系统，完全靠生存在它们体内的共生菌来提供能量。体内存在着专门供共生细菌生活的结构，叫做营养体。由肌肉组成的心脏把血液从羽状物输送到营养体，并流经全身各个组织。营养体细胞内含有细菌硫化氢和二氧化碳被细菌吸收，并由此来制造食物。食物以有机化合物的形式释放到细菌体外，之后被巨型管虫吸收。
浮游生物的种类和数量随时间（主要是季节分布）和空间（主要是水平分布和垂直分布）而变。
水平分布
海洋浮游生物按纬度不同大致分为寒带种、温带种和热带种3类。它们之间不论在种类上或数量上都存在着很大差异。一般说，寒带浮游生物的种类少，每种的数量大；热带浮游生物相反，种类多而每种的数量少；温带浮游生物则介于两者之间。例如翼足类在黄海北部迄未发现,黄海南部仅8种、东海有31种，而南海则有50种。温度显然是形成这个现象的主要因子。
浮游生物的水平分布与寒流和暖流密切相关，因而有些种类常可作为寒流和暖流的指示种。例如管水母类的帆水母和银币水母可作为东海黑潮暖流的指示种。
除温度和海流外，盐度也可影响海洋浮游生物的水平分布。一般近海浮游生物属广盐性种类，分布较广，而外海浮游生物则属狭盐性种类，分布较窄。营养盐也是影响海洋浮游生物水平分布的一个因子。营养盐丰富的近海水域，浮游植物的数量较大。
淡水浮游生物的水平分布主要受温度影响。按栖息纬度的不同也可分为寒带种、温带种和热带种 3类。在广温性温带种里出现不少世界种，这是由于休眠孢子或休眠卵借风力或鸟类而广泛传播所致。很多淡水枝角类的世界种就是通过休眠卵的传播而形成的。
垂直分布
在海洋或深湖里，浮游生物栖息在不同深度的水层中。浮游植物要进行光合作用，只能分布在有光照的上层(约0～200米)。由于需要的光照强度不同，蓝藻一般分布较浅，而硅藻则分布在光照层的不同水层。例如角毛藻常在表层，而海毛藻常在较深水层（20米以下）。浮游动物在上、中、下各个水层都有分布，不过种类和数量在各个水层显然不同。例如，原生动物、轮虫、水母类、枝角类、浮游腹足类及浮游幼体一般分布在上层，其他各类在上、中、下层都有分布，个别种类如深海磷虾则匿居深海。僧帽水母、帆水母等具气囊，漂浮海面，属于漂浮生物。一般浮游动物（如桡足类、毛颚类、浮游端足类等）的种类随深度（不超过1000米）而增多，但数量却随深度而减少。
各类浮游动物的垂直分布并非固定不变，而是随外界和内部条件的改变而发生相应变化。
①由气候改变引起的变化
如不少浮游动物(背光性或趋弱光性)在阴天栖息上层，而在晴天移居中、下层。这是光度变化所致。
②由生殖引起的变化
如有些浮游甲壳动物到了生殖期，上升到表层产卵。
③由发育引起的变化
这在浮游动物中相当普遍，如幼体系趋强光性，又摄食浮游植物,故栖息上层，而成体则因系背光性或趋弱光性，又摄食其他动物，移栖中、下层。
④由海流引起的变化
如上升流可把下层浮游动物带到上层，从而改变垂直分布情况。
⑤由食料引起的变化
如中、下层草食性浮游动物到了晚间为摄食浮游植物而上升至表层。又如中、下层肉食性毛颚类为追逐食料，到夜晚跟着桡足类上升至表层。
垂直分布的最大变化是由昼夜垂直移动引起的。白天下降、夜晚上升，这种生态现象在浮游动物中相当普遍尤其是浮游甲壳动物。可是，在每一类动物（如桡足类）中，不是每个种都进行昼夜垂直移动，并且上下移动的幅度和时间也不完全一致。由于昼夜垂直移动，各个水层的种类组成和数量发生很大变化。一般上层的种类和数量在夜晚显著增加。所以夜晚是采集浮游动物的最好时间。
有些罕见的深海种类只能在夜间才能采到。光度的昼夜变化可能是引起这个现象的主要外界因子。浮游动物往往栖息在光度对它最合适的水层。由于光度的昼夜变化，浮游动物就进行相应的昼夜垂直移动。除光度外，其他外界因子如温度、盐度、食料等也能直接地或间接地影响昼夜垂直移动。此外，昼夜垂直移动现象在生殖期或非生殖期，在幼体期或成体期显然不同，这可能受生殖、发育、代谢等内部因子的影响。
浮游生物的种类组成和数量有明显的季节变化，而这变化又随纬度而异。北温带浮游植物的数量高峰一般在春季出现，因那时光度增强，营养盐（氮、磷等无机盐类）增多，有利于浮游植物的大量繁殖。到夏季，营养盐消耗殆尽，草食性浮游动物又大量摄食，导致浮游植物的数量骤减。入秋，营养盐增多，浮游植物再度大量繁殖，从而出现另一个比春季稍低的高峰。冬季环境恶劣(特别是温度太低)，浮游植物再度减少。这种一年出现两个高峰的现象称为双周期。此外浮游植物的种类有季节交替。例如夏季硅藻衰退后，甲藻起而代之，因后者适于在高温和营养盐贫乏的季节大量繁殖。
北温带浮游动物的季节分布和浮游植物大致相似。不同点是浮游动物的春秋两个高峰出现得比浮游植物稍晚，因为草食性浮游动物必须要有丰富的饵料才能大量繁殖。浮游动物也有种类的季节交替现象。例如，由于毛颚类摄食桡足类，前者的高峰会比后者出现稍迟。
寒带海洋的浮游植物和浮游动物，一年只有一个繁殖高峰，这称为单周期，出现在环境较好的温暖夏季。其他季节光照太弱或消失（冬季完全黑暗），温度太低，浮游生物无法繁殖。热带海洋的环境因子（特别是温度）整年没有多大变化，所以季节间也就没有明显差异。
在淡水水域，浮游生物季节分布在数量变化上与海洋浮游生物大同小异，但在种类变化上则有较大差异。例如在淡水浮游生物中占优势的绿藻类、蓝藻类、枝角类和轮虫类，其数量高峰经常出现在水温较高的温暖季节，尤以夏季繁殖最盛，不过冬季的种类贫乏和数量稀少，则与海洋浮游生物一致。由于水的粘度随着水温的升高而降低（25℃时的粘度约为0℃时的1/2），淡水浮游生物到夏季容易下沉。为此，不少种类在进化过程中逐渐以扩大身体表面积来增加浮力，如淡水枝角类僧帽溞的头部向前伸长呈头盔状。这种形态季节变异在硅藻类的星杆藻、甲藻类的角甲藻和轮虫类的螺形龟甲轮虫也可看到。
游泳生物亦称自游生物。能自由游泳的生物，包括鱼类、龟鳖类和鲸、海豚、海豹等在水中生活的哺乳类。
鲱科鱼类是重要的经济鱼类，鳀鱼主要吃浮游植物，鲱鱼和沙丁鱼主要吃浮游动物。鲭亚目的金枪鱼、旗鱼、鲐鱼、马鲛等是典型的海洋上层带鱼类，它们游泳速度快，以鱼类和其他海洋生物为食，属三级消费者。许多大洋鱼类有聚集成群和进行季节性洄游的习性。鲸目为水栖兽类，具有一系列适于游泳生活的构造。如前肢呈鳍状，后肢消失，鼻孔位于头顶，入水后能借助瓣膜关闭；肺具弹性，能贮存大量氧气；外耳退化；身体呈流线形等。海豹等属于鳍足目，四肢均特化为鳍状，后肢转向体后，既能在水中自由游泳，又可在陆地爬行。
