深海
前述のように、深海では基本的には生産者が欠如し、消費者と分解者のみからなる生態系が作られている。それを支えるエネルギーは、浅海での生産に依存している。
他方、浅海では光合成が行われるが、同時に無機窒素などの肥料分の消費も激しい。それらは消費者や分解者の活動で作られるが、その量が光合成量を規定する制限要因ともなっている。つまり慢性的に不足気味である。他方、深海では生産者が存在しないため、消費者・分解者ともに密度が低いとはいえ、肥料分は作られる一方である。ほとんどの場所で、これらの海水の間での大きな流れは存在しないが、一定の場所ではそのような海水が浅海に吹き上がるような流れを生じる。そのことを湧昇というが、そのような流れを生じる場所は、肥料分の多い海水が供給される場所となり、ほかの場所よりはるかに豊かな生物相を支えることができる。
塩分濃度は緯度によって異なっており、表層近くでは3.3 - 3.7%といくぶん開きがあるが、深度が深くなると緯度に関係なく3.5%前後の一定値に近づいていく。北と南の回帰線付近がもっとも塩分濃度が高く、高緯度では薄くなり、特に北極では3.3%を下回るまで薄くなる。赤道付近では3.5%付近となる。水深300 - 1,000メートル付近で塩分濃度が急激に変化する塩分躍層(英語版)がある。
水深600 - 1,000メートル付近には溶存酸素量が極端に少ない酸素極小層(Oxygen Minimum Zone: OMZ)がある。これは上層から降下してくる有機物を細菌が分解するときに水中の溶存酸素を使うため、この深度では酸素が使い果たされてしまうのである。酸素極小層ではさすがに生物の姿もまばらになるが、ここを過ぎると溶存酸素量がわずかながら増え、生物の密度もわずかに上がる。