深海廣袤的海底，大部分區域都被海洋中沉降下來的、細小顆粒組成的沉積物所覆蓋。這些厚厚的沉積物，由火山灰、浮游生物遺骸、陸源塵埃和化學沉淀物等成分組成。只有在海山、洋中脊、海底峽谷或板塊邊界斷裂帶等地形起伏明顯的區域，才常見到裸露出的巖石。地球上的巖石，從成因來看，無外乎火成巖、沉積巖和變質巖三大類。海底的巖石亦然，并沒有在此之外的的其他種類。但由于形成環境不同，深海巖石在組成比例、化學成分和外觀樣貌上，都與陸地巖石有所差異。

在陸地表面，沉積巖分布最廣，覆蓋了約四分之三的大陸面積。而在地殼總體組成中，火成巖（如玄武巖、花崗巖、安山巖等）則占據最大的體積比例。與陸地相比，海底的巖石類型分布截然不同：面積最大的，是由海底火山噴發出的巖漿冷卻凝結而成的玄武巖。它們隨著海底火山噴發不斷生成，特別是沿著大洋中脊向兩側擴張，幾乎鋪滿了整個大洋盆地，構成了洋殼淺層。這些玄武巖構成的海底平原上，從海水層中落下來的泥沙、細微生物殘骸等一片一縷地沉積。積累千百萬年后，再經過膠結與壓實，這些沉積物最終形成了沉積巖，覆蓋在玄武巖平原上。深海的沉積巖也與陸地沉積巖差異很大：前者遠離大陸，其中長石、石英這類陸源碎屑含量很少，主要由化學沉淀物、黏土礦物，以及硅質放射蟲、鈣質有孔蟲等生物殘骸組成。因此深海沉積巖看起來，往往質地更為細膩。