在地质学上，海沟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。 海沟是岩石圈板块的汇聚型板块边界（消亡边界），大洋岩石圈板块在此俯冲、消亡。主要分布于环太平洋地区，也见于印度尼西亚之西的印度洋和加勒比海域。在太平洋西部和印度洋，海沟与岛弧平行排列；在太平洋东部，海沟与陆缘火山链相伴随。海沟有以下特征：①海沟长一般在500～4500千米，宽40～120 千米。地球上最深的马里亚纳海沟深达11034米。海沟在平面上大多呈弧形向大洋凸出，横剖面呈不对称的V字型，近陆侧陡峻，近洋侧略缓。②海沟两侧普遍具阶梯状的地貌，地质结构复杂，发育蓝闪石片岩相高压低温变质带。海沟中的沉积物一般较少，主要包括深海、半深海相浊积岩。海沟是大洋地壳与大陆地壳之间的接触过渡带。③海沟的两面峭壁大多是不对称的"V"字型，沟坡上部较缓，而下部则较陡峭。平均坡度为5度到7度。偶尔也会遇到45度以上的斜坡。④海沟为重力负异常带，自由空间异常值低达－200 毫伽以下，热流值仅为1HFU左右，低于地壳平均热流量。⑤沿海沟分布的地震带是地球上最强烈的地震活动带。震源通常自洋侧向陆侧加深，构成自海沟附近向大陆方向倾斜的震源带（见贝尼奥夫带）。 在现代海沟的研究基础上，古海沟的鉴定有3个主要标志：蛇绿岩套；高压低温变质带，以蓝闪石片岩为特征，发育挤压和剪切构造；混杂岩。板块俯冲作用常被用于解释海沟成因。但海沟的形成与俯冲的机理相当复杂，仍有待于深入综合研究。