海沟是位于海洋中的两壁较陡、狭长的、水深大于5000m的沟槽，是海底最深的地方，最大水深可达到10000米以上。
海沟多分布在大洋边缘，而且与大陆边缘相对平行。世界大洋约有30条海沟，其中主要的有17条。属于太平洋的就有14条。
地球上主要的海沟都分布在太平洋周围地区，环太平洋的地震带也都位于海沟附近。地球上最深、也是最知名的海沟是马里亚纳海沟，它位于西太平洋马里亚纳群岛东南侧，深度大约11,034米。1951年英国挑战者Ⅱ号在太平洋关岛附近发现了海沟。
在地质学上，海沟的产生被认为是海洋板块和大陆板块相互作用的结果。密度较大的海洋板块以30度上下的角度插到大陆板块的下面，两个板块相互摩擦，形成长长的V字型凹陷地带。另外，科学家还认识到所有的海沟都与地震有关。环太平洋的地震带都发生在海沟附近。这是因为海沟区的重力值比正常值要低，它意味着海沟下面的岩石圈被迫在巨大的压力作用下向下沉降。