深海生物，通常指生活在深度200米或更深的海水壓或海底熱泉中的生物，由於黑暗、高壓、低溫或熱泉附近的高溫、海水缺氧或有毒、食物匱乏，攝食、代謝均需特化，但程度不一。深海生物的「奇怪」在幾個層面上有不同的含義。
深海生物是生活在大洋帶以下的生物。深海地區終年黑暗，陽光難以透入，鹽度高，壓力大，水溫低而恆定，動物種類和數量非常貧乏，且大多屬碎屑食性動物，只有少量肉食性動物。深海生物按生活方式可分為浮游生物、游泳生物、底棲生物三大類。
生活在水深超過1000米處的海洋生物。包括微生物、無脊椎動物和魚類等。通常認為隨著水深的增加，水生動物的數量會急劇減少，實踐證明這種規律在許多海區是存在的，但並非絕對化，相反在世界海洋的深海區有形成魚類高度集群的生物基礎。並且在深海的熱液噴口處有以化能自養細菌為初級生產者的生物群落存在，其中大部分是特有種。
深海一般指1000m以下的海洋，平均深度達3800m，最大深度達6000m以上，此時壓力可達60MPa；深海的大部分地方的鹽度與海水相同，為30左右，屬於高鹽環境；在1000m以下的深海，完全沒有太陽光，僅有少量的生物發光和同位素產生的射線。因此，深海環境一般為黑暗、低溫、高壓、高鹽。在深海的熱液噴口處有特殊的高溫區域存在。
深海魚分屬十多個科，特徵是口大、眼大，身體某一或某幾部分有發光器。發光器既用於誘捕獵物，也用於引誘配偶。深海魚在進化過程中為適應壓力極大，極寒冷和黑暗的生存環境而形成了這些特殊習性。深海魚的棲息地是世界上最特殊的地方。由於深海中的競爭不如岸邊或淺海中那麼激烈，使許多原始類群得以存活至今。最重要的深海魚類群有深海垂釣魚、蝰魚及毛口魚。深海垂釣魚屬角鮟鱇亞目(Ceratioidei)，它們誘捕獵物的方法是搖動脊鰭的鰭棘作為誘餌；蝰魚屬蝰魚科(Chauliodontidae)，有許多夾狀牙，是可畏的掠食性魚；毛口魚屬鑽光魚科(Gonostomatidae)，是世界上數量最多的魚類。
幽靈蛸是一種發光的生物，身體上覆蓋著發光器官，這使得它們能隨心所欲地把自己點亮和熄滅，當它熄滅發光器時，它在自己所生存的黑暗環境中就完全不可見。
幽靈蛸生活在深海中，保命手段之一就是這種生物光，當感覺到有危險存在的時候，它們會突然發光迷惑獵食者然後逃跑。
和多數的烏賊、魷魚、章魚不同，幽靈蛸沒有墨囊。它們的腕上長著尖牙一樣的釘子，由此使它們在英文中得名「吸血鬼魷魚」。有一對腕變化成可以延展的細狀體，可以拉長到這種動物身體兩倍的長度，它們就是利用這對伸縮自如的腕同其它短些的腕合作，一起來捕捉獵物。遇到危險的時候，幽靈蛸就把腕全部翻起蓋在身上，形成一個帶釘子的保護網。
就膠凍狀的生物而言，幽靈蛸游泳的速度是非常地快，最快每秒可以達到兩個身長，而且可以在啟動後5秒內達到這個速度。如果危險就在眼前，它能連續來幾個急轉彎來擺脫敵人。它們的鰭可以幫助游泳，就象企鵝和海龜所做的那樣來划水。
1000米左右的深度是它們適宜生活的地方，但到13,000英尺(4000米)深還能找到它。
冥河水母是一種深海生活的大型水母，已知的最大個體傘徑約1.4米，體長（包括觸手）達11米。其外型呈黑紅色，有一個傘狀的鐘狀結構，直徑可達1米。它還有4條長達10米的「槳狀」手臂，因為沒有帶刺的觸鬚，所以可以用來捕捉獵物。這種水母的傘緣沒有觸手，但在嘴的周圍有四條十分發達的口腕。傘緣的褶皺很多，傘下的縱肌很發達。這種水母也十分罕見，自一百多年前發現以來，人類只在大洋中發現過這種水母114次。最近一次是2021年11月美國科學家在加州蒙特利灣的深海里拍到了罕見的冥河水母。關於這種水母的生活習性的研究十分欠缺，只知道這種水母主要生活在500到2000米左右的深海，而且其分布較廣，大西洋，太平洋，北冰洋都有發現。而且有趣的是，一種深海䲁經常與這種水母一起生活，這也是人類已知的唯一一種與水母共生䲁魚。
爐眼魚作為深海魚類，其實是一種頭和腹部扁平且身細長的爐眼魚科的一個屬。此魚不尋常的特點是眼睛有一個「透鏡」，並覆蓋在一個大的薄骨膜。該屬物種生活在海底深處，從約1300到5000米左右。其真實圖片不為大多數人知曉，並非為網絡上所傳的那樣。
爐眼魚科深海狗母魚屬的18種短頭深海狗母魚用骨盆鰭上的兩根刺和尾鰭上的一根刺在海底棲息，可以視為三條腿，某些種類的「腿」有身體的兩三倍長。這「腿」站立時很硬而游泳時十分柔軟，目前認為是液壓調節的。它們還是雌雄同體且必要時可以單獨繁殖。
大王酸漿魷生活在南極海約2000米深處，體重可達495~700千克，超過大王烏賊，是現存最重的軟體動物，但體長往往不及大王烏賊。大王酸漿魷的眼睛與嘴喙均可長到比最大的大王烏賊更大，觸手上沒有吸盤而是帶有約5厘米長的鉤爪，以此捕食或自衛。大王酸漿魷靠尿酸調節浮力，體內的尿酸含量非常高、處理起來比較麻煩，而且深海巨型頭足類死後普遍腐爛迅速，並不適合人類食用。
一些研究顯示，體重500千克左右的大王酸漿魷每天可能只需要30克食物就能生存，能量效率駭人聽聞。可能平時主要是低速漂流，發現獵物後才會突然出擊。
大王酸漿魷身長約10米。相對大王烏魷不同，他們的腕短於身體長度，從1980年至2010年，發現的大王酸漿魷最大的11米，但是死後的烏賊屍體都會膨脹，腕也會相對活體時更長，這樣看來，活的時候體型在10米以內。
大王酸漿魷耳朵里有很小的耳石，用於分辨方向，上面有圓圈，類似年輪，一圈代表一天，大王酸漿魷生長得快。它們血液呈藍色，肛門從腮部下面穿過，有八條短腕，兩條觸腕，長得為觸腕，短的就是普通的腕；腕足上長有可360度旋轉的倒鉤，類似於老虎的利爪，最長可達8cm，可以輕易在鯨脂中劃出2英寸深的傷口。雄性比雌性更罕見，雄性進化出交接腕，向雌性體內注射精液，其卵子直徑約為1mm。迄今為止發現的大多為雌性。大王酸漿魷的眼睛與嘴喙的大小均凌駕大王魷，觸腕上沒有吸盤而是大小約5厘米的鉤爪，以此來捕捉獵物或自衛。圖1為2007年紐西蘭船員在南極羅斯海捕獲到的雌性未成年大王酸漿魷。
深海熱泉生態系裡的生物不依賴陽光、周圍環境高溫且有大量硫化氫之類，在細胞層面有許多特質。但你還是可以在它們身上找到熟悉的有氧呼吸、糖酵解、硫代謝過程之類。
巨型管蟲主要棲息於深海熱泉附近，周圍環境溫度在2到30攝氏度、富含硫化氫，為了和硝化細菌共生，它們還要耐受極高濃度的硝酸鹽。其身長可達2米至2.4米，最長約2.7米。羽織蟲也有類似的體型，棲息于洋底冷泉周圍。除了前者的環境耐性，二者的差異還體現在生長速度和壽命上——前者兩年就可以生長1.5米，但是壽命較短；後者要花一百多年才能生長2米，但是壽命可達250年。
巨型管蟲是一種動基片綱的動物。直徑5-8厘米，身長達3米。巨型管蟲的奇異之處在於它既沒有嘴也沒有消化系統，完全靠生存在它們體內的共生菌來提供能量。體內存在著專門供共生細菌生活的結構，叫做營養體。由肌肉組成的心臟把血液從羽狀物輸送到營養體，並流經全身各個組織。營養體細胞內含有細菌硫化氫和二氧化碳被細菌吸收，並由此來製造食物。食物以有機化合物的形式釋放到細菌體外，之後被巨型管蟲吸收。
浮游生物的種類和數量隨時間（主要是季節分布）和空間（主要是水平分布和垂直分布）而變。
水平分布
海洋浮游生物按緯度不同大致分為寒帶種、溫帶種和熱帶種3類。它們之間不論在種類上或數量上都存在著很大差異。一般說，寒帶浮游生物的種類少，每種的數量大；熱帶浮游生物相反，種類多而每種的數量少；溫帶浮游生物則介於兩者之間。例如翼足類在黃海北部迄未發現,黃海南部僅8種、東海有31種，而南海則有50種。溫度顯然是形成這個現象的主要因子。
浮游生物的水平分布與寒流和暖流密切相關，因而有些種類常可作為寒流和暖流的指示種。例如管水母類的帆水母和銀幣水母可作為東海黑潮暖流的指示種。
除溫度和海流外，鹽度也可影響海洋浮游生物的水平分布。一般近海浮游生物屬廣鹽性種類，分布較廣，而外海浮游生物則屬狹鹽性種類，分布較窄。營養鹽也是影響海洋浮游生物水平分布的一個因子。營養鹽豐富的近海水域，浮游植物的數量較大。
淡水浮游生物的水平分布主要受溫度影響。按棲息緯度的不同也可分為寒帶種、溫帶種和熱帶種 3類。在廣溫性溫帶種里出現不少世界種，這是由於休眠孢子或休眠卵借風力或鳥類而廣泛傳播所致。很多淡水枝角類的世界種就是通過休眠卵的傳播而形成的。
垂直分布
在海洋或深湖裡，浮游生物棲息在不同深度的水層中。浮游植物要進行光合作用，只能分布在有光照的上層(約0～200米)。由於需要的光照強度不同，藍藻一般分布較淺，而硅藻則分布在光照層的不同水層。例如角毛藻常在表層，而海毛藻常在較深水層（20米以下）。浮遊動物在上、中、下各個水層都有分布，不過種類和數量在各個水層顯然不同。例如，原生動物、輪蟲、水母類、枝角類、浮游腹足類及浮游幼體一般分布在上層，其他各類在上、中、下層都有分布，個別種類如深海磷蝦則匿居深海。僧帽水母、帆水母等具氣囊，漂浮海面，屬於漂浮生物。一般浮遊動物（如橈足類、毛顎類、浮游端足類等）的種類隨深度（不超過1000米）而增多，但數量卻隨深度而減少。
各類浮遊動物的垂直分布並非固定不變，而是隨外界和內部條件的改變而發生相應變化。
①由氣候改變引起的變化
如不少浮遊動物(背光性或趨弱光性)在陰天棲息上層，而在晴天移居中、下層。這是光度變化所致。
②由生殖引起的變化
如有些浮游甲殼動物到了生殖期，上升到表層產卵。
③由發育引起的變化
這在浮遊動物中相當普遍，如幼體系趨強光性，又攝食浮游植物,故棲息上層，而成體則因系背光性或趨弱光性，又攝食其他動物，移棲中、下層。
④由海流引起的變化
如上升流可把下層浮遊動物帶到上層，從而改變垂直分布情況。
⑤由食料引起的變化
如中、下層草食性浮遊動物到了晚間為攝食浮游植物而上升至表層。又如中、下層肉食性毛顎類為追逐食料，到夜晚跟著橈足類上升至表層。
垂直分布的最大變化是由晝夜垂直移動引起的。白天下降、夜晚上升，這種生態現象在浮遊動物中相當普遍尤其是浮游甲殼動物。可是，在每一類動物（如橈足類）中，不是每個種都進行晝夜垂直移動，並且上下移動的幅度和時間也不完全一致。由於晝夜垂直移動，各個水層的種類組成和數量發生很大變化。一般上層的種類和數量在夜晚顯著增加。所以夜晚是採集浮遊動物的最好時間。
有些罕見的深海種類只能在夜間才能採到。光度的晝夜變化可能是引起這個現象的主要外界因子。浮遊動物往往棲息在光度對它最合適的水層。由於光度的晝夜變化，浮遊動物就進行相應的晝夜垂直移動。除光度外，其他外界因子如溫度、鹽度、食料等也能直接地或間接地影響晝夜垂直移動。此外，晝夜垂直移動現象在生殖期或非生殖期，在幼體期或成體期顯然不同，這可能受生殖、發育、代謝等內部因子的影響。
浮游生物的種類組成和數量有明顯的季節變化，而這變化又隨緯度而異。北溫帶浮游植物的數量高峰一般在春季出現，因那時光度增強，營養鹽（氮、磷等無機鹽類）增多，有利於浮游植物的大量繁殖。到夏季，營養鹽消耗殆盡，草食性浮遊動物又大量攝食，導致浮游植物的數量驟減。入秋，營養鹽增多，浮游植物再度大量繁殖，從而出現另一個比春季稍低的高峰。冬季環境惡劣(特別是溫度太低)，浮游植物再度減少。這種一年出現兩個高峰的現象稱為雙周期。此外浮游植物的種類有季節交替。例如夏季硅藻衰退後，甲藻起而代之，因後者適於在高溫和營養鹽貧乏的季節大量繁殖。
北溫帶浮遊動物的季節分布和浮游植物大致相似。不同點是浮遊動物的春秋兩個高峰出現得比浮游植物稍晚，因為草食性浮遊動物必須要有豐富的餌料才能大量繁殖。浮遊動物也有種類的季節交替現象。例如，由於毛顎類攝食橈足類，前者的高峰會比後者出現稍遲。
寒帶海洋的浮游植物和浮遊動物，一年只有一個繁殖高峰，這稱為單周期，出現在環境較好的溫暖夏季。其他季節光照太弱或消失（冬季完全黑暗），溫度太低，浮游生物無法繁殖。熱帶海洋的環境因子（特別是溫度）整年沒有多大變化，所以季節間也就沒有明顯差異。
在淡水水域，浮游生物季節分布在數量變化上與海洋浮游生物大同小異，但在種類變化上則有較大差異。例如在淡水浮游生物中占優勢的綠藻類、藍藻類、枝角類和輪蟲類，其數量高峰經常出現在水溫較高的溫暖季節，尤以夏季繁殖最盛，不過冬季的種類貧乏和數量稀少，則與海洋浮游生物一致。由於水的粘度隨著水溫的升高而降低（25℃時的粘度約為0℃時的1/2），淡水浮游生物到夏季容易下沉。為此，不少種類在進化過程中逐漸以擴大身體表面積來增加浮力，如淡水枝角類僧帽溞的頭部向前伸長呈頭盔狀。這種形態季節變異在硅藻類的星杆藻、甲藻類的角甲藻和輪蟲類的螺形龜甲輪蟲也可看到。
游泳生物亦稱自游生物。能自由游泳的生物，包括魚類、龜鱉類和鯨、海豚、海豹等在水中生活的哺乳類。
鯡科魚類是重要的經濟魚類，鯷魚主要吃浮游植物，鯡魚和沙丁魚主要吃浮遊動物。鯖亞目的金槍魚、旗魚、鮐魚、馬鮫等是典型的海洋上層帶魚類，它們游泳速度快，以魚類和其他海洋生物為食，屬三級消費者。許多大洋魚類有聚集成群和進行季節性洄游的習性。鯨目為水棲獸類，具有一系列適於游泳生活的構造。如前肢呈鰭狀，後肢消失，鼻孔位於頭頂，入水後能藉助瓣膜關閉；肺具彈性，能貯存大量氧氣；外耳退化；身體呈流線形等。海豹等屬於鰭足目，四肢均特化為鰭狀，後肢轉向體後，既能在水中自由游泳，又可在陸地爬行。