马里亚纳海沟（或称马里亚纳群岛海沟）为目前所知最深之海沟，也是地壳最薄之所在。该海沟地处北太平洋西方海床，位于北纬11度21分、东经142度12分 ，即近关岛之马里亚纳群岛东方。此海沟为两大陆板块辐辏之潜没区，太平洋板块于此潜没于菲律宾板块之下。海沟底部于海平面下之深度，远胜珠穆朗玛峰海平面上之高度。
海沟最大深度为海平面下10,911米（35,798呎）。若参考其纬度与地球之赤道隆突，此深度位置距地心为6,366.4公里。相较之下，北冰洋深4至4.5公里，其海床距地心6,352.8公里，仅比马里亚纳海沟距地心近13.6公里。
1951年英国皇家海军航具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 ，量测出5,960 噚（相当于10,900米）的深度。此方式乃以探针通过渐层深度，反复发送声波，再以耳机捕捉回波，并将回波器之速率，以手持秒表计时完成。因此正式提报新的最深距离时，咸认谨慎的作法，为将所测深度减去一个尺度（20噚）较妥，从而得出5,940噚（10,863米）的数据。
1957年俄罗斯航具「维塔兹号」（Vityaz）回报测得11,034米（36,201呎）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�6�1傅乐顿�6�1拜尔德号」（Spencer F. Baird）测得最深10,915米（35,810呎）。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搜集资料，测得最大深度为11,040.4米1（也记录为10,920±10米2）。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10,911米（35,798呎）3。
1960年1月23日午后1点06分，美国海军中尉唐�6�1华许（Don Walsh）与雅克�6�1皮卡（Jacques Piccard）驾驶深潜艇（bathyscaphe）的里雅斯特号（Trieste），以铁球压舱，以汽油为浮槽. 于一次史无前例的潜航抵达海沟底部。艇上系统显示深度为37,800呎（11,521米），但后修正为35,813呎（10,916米）。华许与皮卡于海沟底部，惊讶的发现近1呎长（30公分）的鲽鱼或比目鱼及虾。依皮卡所述：「海沟底部看起来光亮清澈，是片坚硬的硅藻泥荒地。」
马里亚纳海沟底部，水压（压强）为1086巴，即108.6百万帕斯卡（MPa），或15,751磅每平方英寸。
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