马里亚纳海沟（Mariana Trench，Marianas Trench），又名玛利亚娜海沟。 位于11°20′N，142°11.5′E，即菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底，北起硫黄岛、西南至雅浦岛附近。其北部有阿留申、千岛、小笠原等海沟，南有新不列颠和新赫布里底等海沟，全长2550千米，为弧形，平均宽70千米。据估计这条海沟已形成6000万年。
海沟最深处的地方达6~11千米，是已知的海洋最深处，这里水压高、完全黑暗、温度低、含氧量低，且食物资源匮乏，因此成为地球上环境最恶劣的区域之一。
马里亚纳海沟是板块俯冲地带，海底地质运动非常活跃，海山火山岩的物质组成及成因等是海洋地质科学家感兴趣的问题。
2020年11月10日8时12分，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。
如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底，峰顶将不能露出水面。不少的登山家成功地征服了珠穆朗玛峰，但探测深海却极其困难。1960年1月，科学家首次乘坐“的里雅斯特”号深海潜水器，首次成功下潜至马里亚纳海沟底进行科学考察。海沟底部高达1100个大气压的巨大水压，对于人类是一个巨大的挑战。深海是一个高压、漆黑和冰冷的世界，通常温度只有2℃（极少数海底受地热的影响水温可高达380℃）。令人惊奇的是，在这样深的海底，科学家们竟然看到有一条比目鱼和一只小红虾在游动。有的理论认为深海海沟的形成主要原因是地壳的剧烈凹陷。
