马里亚纳海沟位于11°20′N，142°11.5′E，即菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底，北起硫黄岛、西南至雅浦岛附近。

其北部有阿留申、千岛、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。据估计这条海沟已形成6000万年。

海沟最深处的地方达6~11千米，是已知的海洋最深处，这里水压高、完全黑暗、温度低、含氧量低，且食物资源匮乏，因此成为地球上环境最恶劣的区域之一。

马里亚纳海沟是板块俯冲地带，海底地质运动非常活跃，海山火山岩的物质组成及成因等是海洋地质科学家感兴趣的问题。