如果有幸乘潜水器来到海底，你会发现从大陆架顺着大陆的斜坡散布着一道道裂谷，这就是海底峡谷，又称水下峡谷。峡谷蜿蜒弯曲，有支谷岔道，谷底向下倾斜，往往从浅海陆架或陆坡上部，一直延伸到水深达2000米以上的陆坡底部。它的规模比陆地上穿过山脉的山涧峡谷还要壮观。
海底上的谷地同陆地上的峡谷是多方面原因形成的，因此并不是每种海谷都能称为海底峡谷。海底峡谷的横剖面呈V或U形。谷壁险峻且带有阶梯状陡坎，谷底有小盆地及高低不等的横脊，大多数峡谷蜿蜒带有分支，谷壁上有大量岩石显露，大多数峡谷都切割在花岗岩层或玄武岩层中，只有少数是直线形轮廓。
少数海底峡谷延伸至大陆架与河流相连接，具有河谷的特征。其的形成主要依靠构造因素与海底浊流的侵蚀作用。大陆坡的海底是地壳最活跃的地带，在形成大陆坡过程中有一系列阶梯状断裂及垂直大陆坡走向的纵向断裂构成海底峡谷的雏形，之后经过浊流及海底滑坡的修饰改造，就形成了现在的模样。
常有许多支谷汇入海底峡谷，使其呈树枝状，但也时有基岩露头。大多数谷壁高出谷底数百以至上千公尺。海底峡谷长度最长的高达320公里以上，不过一般都小于48公里，延伸到大陆坡最陡部分的坡麓以外。有的海底峡谷宽度与深度相等。切割最深的海底峡谷——巴哈马峡谷，其谷壁高差达4400米，是陆上的大峡谷难以相比的。海底峡谷的谷底坡降比陆上峡谷为大，平均约为每公里57公尺。许多海底峡谷近岸谷首的坡度很大，有时达45°。据潜水舱在一个海底峡谷中2100公尺以下深度观察：多见直立、甚至垂悬的谷壁；谷壁常有沟槽或磨光面，宛如被冰川所研磨；谷底常覆盖大砾石或其他粗粒沉积，局部地方基岩裸露；据遥控摄影，有些地方在3公里以下尚有波痕。
从物理特征来讲，海底峡谷分为以下四种类型。
1.海底扇形谷
这种类型的峡谷谷口向外扩张，主要组成部分是海底沉积物。沉积多为扇面形，在许多情况下，这是海底峡谷谷底的延伸。扇形谷的另一特征是谷壁两侧陡峻，高度约为200米。
2.陆架沟渠
这种类型的峡谷是一种穿过大陆架的较浅的谷地，它们的谷壁高度一般在183米以下，而且沟渠多分布在一些大陆架边缘的盆地处。事实上，这种陆架沟渠在海洋底部并不多见。其中，纽约市北郊的哈得逊沟渠、英吉利海峡中的赫德海沟、爱尔兰海中的圣乔治沟渠等是较为典型的。
3.冰蚀槽
这种类型的峡谷多在冰川侵蚀海岸外的大陆架上，其深度通常高于183米。冰蚀槽的底部有一些面积很小的盆地和一些分支。一般冰蚀槽宽度为80公里左右，深度在500～600米。最具代表性的冰蚀槽是劳伦琴冰蚀槽，它从圣劳伦斯湾开始，延伸1000多公里，交汇于萨格纳河外241公里的大陆架边缘处。
4.深海峡
这种类型的峡谷多分布于深海底，其剖面形状似槽形，它们的走向有的与大陆边缘平行，有的与大陆边缘交叉。最为人们所熟知的深海峡谷，是从格陵兰西海岸外出发，一直延伸到格兰德滩尖端外的洋中海峡谷。这条深海峡谷比它周围海底的深度还要深100米，宽度只有2.4～6.4公里。
从古到今，人们对海底峡谷的形成原因一直是众说纷纭，学术界提出了假说，其中最具代表性的有以下几种。
最早的一种说法是，海底峡谷是海浪冲刷的结果。人们想象，海浪有无比巨大的能量，对海底一定会产生巨大的冲刷作用，于是就形成了海底峡谷。这个观点一经提出，立刻遭到了很多科学的质疑。他们认为，海浪不可能对海底产生如此大的侵蚀作用。我们知道，虽然海上狂风怒吼，波浪滔天，但几海洋底却是十分平静的。海浪对几百米之下的海底根本不会造成任何影响。
有些人认为，地震所引发的海啸侵蚀海底，从而形成了海底峡谷。但是，在没有受海啸袭击的地区也存在海底峡谷。再说，如此巨大的海底峡谷仅仅凭借海啸的冲击是无法形成的。可见，用海啸来解释海底峡谷的形成原因，这一说法是难以立足的。
还有这样一种假说，认为海底峡谷可能是由大陆架基底原始断裂不断演化而成的。虽然这一说法得到了很多学者的赞同，但它也仅仅是停留在推断上，没有足够的证据证明。
浊流侵蚀说是一种非常有代表性的说法。在20世纪四五十年代，荷兰海洋地质学家奎年，为了证明海底浊流具有强大的冲击力，用人工方法在水槽中做试验，模拟海底在清水底下流动的浊流，以证明自己的推断。1929年，纽芬兰海岸外的海底电缆在一夜之间沿陆坡向下依次折断。1952年，美国海洋地质学家通过研究发现，这次事件很有可能是强大的海底浊流所为。同时，他们还根据海底电缆依次折断的时间，计算出这股浊流在坡度最大处流速高达28米/秒，在到达6000米的深海平原时，其流速不低于4米/秒，这也成为浊流侵蚀说的证据之一。后来，在大陆架的外缘、在海底峡谷谷底，人们发现有向下游移的砂砾和流痕。这种现象说明，海底峡谷中曾有强大的浊流通过。可是，浊流虽有较强的侵蚀能力，但毕竟海底峡谷的规模很大，单靠深海浊流，是否能切割出深达数百乃至数公里的海底峡谷，是很令人怀疑的。尤其是许多谷壁都是坚硬的岩石，要在这样环境下形成峡谷，也确实不是件容易之事。总之，尽管浊流可能是形成海底峡谷的重要原因，但它一定不是唯一的原因。
被大多数所认可的一种说法，海底峡谷是大陆坡上的沉积层在地震作用下沿大陆斜坡滑动时产生的沉积流的结果。在冰川时代，海平面显著下降，大陆架成为大面积的浅水区。受风暴和浪潮的影响，浅水区的泥沙被海浪卷起，形成比重较大的沉积层。这种沉积层由于地震的强烈作用，像一股巨大的激流，从大陆架流出，沿着大陆坡流到大洋底，而地壳繁发的地带又多在大陆坡，地壳的断裂就形成了海底峡谷的雏形。强大的海底沉积流顺着海底裂缝滑动，经过岁月的流逝与历史的演变，就形成了今天的海底峡谷。
在大洋深处，除了海底峡谷，还有其他一些海底谷。在大型三角洲前缘，有许多横剖面呈U形，谷身平直，分支稀少的谷地，称为三角洲前缘槽，其形成原因与海底峡谷相似。海底扇上的扇谷，也称深海谷，其深度一般较小，谷底相对平坦，谷壁缺乏基岩露头，通常是海底峡谷或三角洲前缘槽的向海延续。
有些深海谷可向上延展，走向通常平行于海岸线，例如由巴芬湾向南延伸至北美海盆的中大西洋深海谷。大陆坡上还有一些微微弯曲，支谷较少的浅小海谷，叫坡沟，它主要是由块体滑塌而形成。断裂下陷会形成一些槽形谷，特征为谷壁平直、底部宽阔。