深層海水是指海平面200米至300米以下的海水。在整個海洋中，深層海水大約佔93％，數量巨大。
潔淨是深層海水的最大特點。由於水深200米以下，深層海水不會受到現代工業廢水以及生活汙水的汙染，也沒有來自河水的影響。在幾乎照射不到陽光的200米以下的海洋，浮遊生物多處於休眠狀態，停止了繁殖。通常情況
下的天然鹽都稍帶顏色，然而利用深層海水製成的天然鹽由於不含雜質，顯得潔白無瑕。
深層海水含有大量氮、磷、矽等無機營養鹽。由於沒有充分的光照，生活在深層海水中的生物幾乎不發生光合作用，浮遊生物所必需的氮、磷、矽等無機營養鹽未經消耗被蓄積在海水中。此外，在長年不見陽光的深海，溫度低而穩定，海水均勻含有60多種礦物質，歷經千百年的歲月流逝，海水中各種成分相對穩定。
深層海水是前景廣闊的水源資源。在食品方面，利用深層海水已開發出天然鹽、醬油、酒、麵包等。深層海水的應用可有效提高發酵食品行業中酵母的活性，使糕點、果汁、清涼飲料等基本保持原汁原味和清爽、富有回味的口感。在醫療保健方面，利用海層海水開發出了化妝品、沐浴露、保健衛生用品等；有些地方還將深層海水裝入塑料瓶內，供過敏症患者治療皮膚疾病。
充分利用深層海水的潔淨、無機富營養性和低溫穩定性，可以進行海帶、海草和微細藻類的陸地培養。利用深層海水餵養魚類和貝類，溫度管理將變得十分容易，許多魚類的生長速度明顯提高，大大提高漁業養殖業的產量和生產效率。
此外，利用表層海水與深層海水之間的溫差，還可進行溫差發電。作為一種潔淨、節能的新型發電方式，海水溫差發電具有十分廣闊的應用前景。