大體來說，大洋區是一個生命貧瘠的地帶，但是其中也不乏一些具有獨特性質的深海環境。這些獨特的環境猶如大洋中的綠洲，雖然許多隻有足球場大小，但是這些“海洋綠洲”中生活著的生命數量卻百倍於它們周圍的普通深海。通常，這些生命繁榮的海域間存在著一些共同點。例如，在這些綠洲海域的海底，常常存在著特殊的地質結構而使正常的深海水流發生了改變。扭曲的深海流常常使某片海底形成集中的沉澱區，或上升流區。深海流的作用深深地影響了該區域的種群結構。沉澱集中的區域是深海穴居生物的天堂，而上升流從海底帶來的大量營養物質更為淺水居住者們提供了豐富的食物。通常，這些“海底綠洲”出現在深海熱泉、海底山脈或深水珊瑚礁等特殊海底結構的附近。
在一些存在地質活動的海床（如海底火山區、大洋擴張區）周圍，會形成一些地熱噴口。1977年，科學家在加拉帕哥斯群島附近找到了第一個地熱噴口。隨後，數以百計的類似結構被一一探明位置。在中洋脊和其他一些地質活動頻繁的地區，熾熱的岩漿逐漸向海床表麵湧動。在這些地區的海床上，海水會滲入地殼的裂縫中，直至最終被裂縫底部的岩石所阻擋。這些岩石與其下方的岩漿緊密接觸，溫度非常高。在海水下滲的過程中，裂縫中高濃度的硫化氫以及一些其他礦物質會大量進入水中。最終這些富含礦物質的海水會被裂縫底部的熱岩石加熱到約380℃。高溫使水體積急劇膨脹並重新由裂縫中噴出，這一過程就形成了深海熱泉。盡管水的正常沸點是100℃，但是深海熱泉中噴出的水卻因深海強大的水壓而並沒有沸騰。這是因為液體的沸點會隨著壓力的升高而升高，海底強大的水壓使得水的沸點大大升高，以至在3800℃的高溫下仍能保持液態。
從噴口中湧出的過熱海水與大洋中寒冷的水接觸時會急劇冷卻。因此，溶解在過熱水中的礦物質會大量析出，而圍繞著噴口形成形狀如煙囪一般的沉積層，叫做煙柱。噴口周圍的“煙囪”沉積速度非常快，通常，這些煙柱的高度每天可以增長約30厘米。最後，煙柱由於沉積得太高而在其自身重力的作用下倒塌，並從噴口周圍開始新一輪的沉積。“煙囪”結構的一般高度在10～20米，不過其中有一個叫做“哥斯拉”的海底煙柱居然有15層樓約50米那麼高；其噴口直徑更是達到了驚人的12米。地熱噴口的壽命很短，不過當一個噴口壽終正寢後，常常會有新的噴口生成。
在海底熱泉的海水中，常常溶解有硫化氫。硫化氫是一種具有臭雞蛋氣味的劇毒化學物質，對於大多數生物體來說，它的毒性不亞於氰化物。除硫化氫外，熱泉海水中還存在著諸如鐵、鋅、銅等重金屬離子，如果含量大到一定程度，這些金屬離子也具有毒性。盡管環境中存在著以上這些有毒的化學物質，熱泉係統卻依然生機勃勃。實際上，正是有毒的硫化氫為噴口周圍的生命提供著生存所需的能量。海底的一些細菌從硫化氫的化學反應中獲得能量，而這些細菌則是海底熱泉係統食物鏈的開端。
與地熱噴口類似的海底環境中容易形成碳氫化合物的沉積區。例如在大陸坡上會有少量石油、甲烷和硫化氫等沉澱滲入海底沉積物中。在水深較大的地區，由於溫度很低，甲烷會開始凍結而形成水合甲烷固體，有些文獻又把它稱為可燃冰。在這些類熱泉生態係統中，沉積於海底的碳氫化合物和硫化氫為化能細菌們提供了充足的食物。
除熱泉係統外，海底山脈也是一種富饒的海底環境。海底山是海底火山的一種，它們多出現於地理活動頻繁的板塊邊緣地帶。另外，存在於板塊內的岩漿包也能形成海底山。海底山在形態和結構上都近似於陸地上的火山。它們都存在著基岩外露、山穀、火山具有沉澱積累層等特點。大部分海底山是仍能噴出岩漿的活火山，此外也有一些休眠火山。在阿拉斯加灣附近海域，就存在著一個海底山脈區，其中最高的一座休眠火山高達3000米。
首個被發現的海底山是戴維森山，它位於美國加利福尼亞州蒙特裏城的西南方向193.1千米的海底。該山形成於1200萬年前，現已沉寂的戴維森山由斑駁的火山岩構成，它的頂部覆蓋著一層已經沉積多年的火山灰。戴維森山是美國海域最大的海底山水生係統，其周圍的水域承載著大量的海洋生命，其中包括相當數量的抹香鯨和信天翁。