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海底峡谷は、大陸斜面の海底に刻まれた急峻な谷で、時には大陸棚にまで広がり、ほぼ垂直な壁を持ち、グレートバハマ峡谷のように、峡谷の底から縁までの高さが最大5 km (3マイル)にも達することがあります。[ 1 ] 海面上の峡谷が陸上の水の流れの通路として機能するのと同様に、海底峡谷は海底を流れる混濁流の通路として機能します。混濁流は、河川から供給されるか、嵐、海底地滑り、地震、その他の土壌の乱れによって海底で発生する、密度の高い堆積物を含む水の流れです。混濁流は、非常に速い速度（最大時速70 km (43 mph)）で斜面を下り、大陸斜面を侵食し、最終的に堆積物を深海平原に堆積させ、そこで粒子が沈殿する。[ 2 ]
海底峡谷の約3%は、大陸棚を横断して切り裂いた棚谷を含み、その上流端はコンゴ川やハドソン峡谷などの大河の河口と一直線上に、あるいは河口内に位置している。海底峡谷の約28.5%は大陸棚の縁まで切り込んでいるが、大部分（約68.5%）の海底峡谷は大陸棚を大きく切り裂くことはなく、上流端または「頭」は大陸棚の縁の下の大陸斜面に位置している。[ 3 ]
海底峡谷の形成は、少なくとも 2 つの主要なプロセスによって起こると考えられています。1) 混濁流による侵食、2) 大陸斜面の崩落と土砂崩れ。一見すると、海底峡谷の侵食パターンは陸上の河川峡谷の侵食パターンに似ているように見えるかもしれませんが、土壌と水の境界面では、いくつかの著しく異なるプロセスが起こっていることがわかっています。[ 2 ] [ 4 ]
海面下2 km (1マイル)を超える深さで多くの峡谷が発見されている。中には、大陸棚を横切って海に向かって数百キロメートル伸び、深海平原に達するものもある。古代の例は、新原生代に遡る岩石で発見されている。[ 5 ]峡谷の下流側の河口または末端にはタービダイトが堆積し、深海扇状地を形成する。
海底峡谷は、受動大陸縁辺部の緩やかな斜面よりも、活動的大陸縁辺部の急斜面に多く見られます。[ 6 ]海底峡谷は、未固結堆積物から結晶岩まで、あらゆる基質を通して侵食さ れています。海底峡谷は、受動大陸縁辺部よりも活動的大陸縁辺部の方が、傾斜が急で、短く、樹枝状で、間隔が狭くなっています。[ 3 ]海底壁は一般的に非常に急で、ほぼ垂直になることもあります。海底壁は、生物侵食や地滑り によって侵食されます。地球上には推定9,477の海底峡谷があり、大陸斜面の約11%を占めています。[ 7 ]
海底峡谷の形成にはさまざまなメカニズムが提唱されてきた。その主な原因については、1930年代初頭から議論が続いている。[ 12 ]
初期の明白な説は、現在存在する峡谷は氷河期に形成されたもので、当時海面は現在の海面より約125メートル（410フィート）低く、河川は大陸棚の端まで流れていたというものだった。しかし、多くの（すべてではないが）峡谷は主要河川の沖合に見られるものの、峡谷が地図に記されている水深3,000メートル（9,800フィート）もの深さまで陸上河川侵食が活発であったとは考えられない。なぜなら、海面がそこまで低下しなかったことは（多くの証拠によって）十分に立証されているからである。
峡谷侵食の主なメカニズムは、混濁流と海底地滑りであると考えられている。混濁流とは、上部斜面に急速に堆積した不安定な堆積物が崩壊した際に、おそらく地震によって引き起こされる、堆積物を多く含んだ高密度の流れである。混濁流または密度流には、「泥水」から大規模な泥流まで幅広い種類があり、海底峡谷や水路のより深い部分に関連する堆積物、例えば葉状堆積物（泥流）や水路沿いの堤防などに、これら両極端な例の証拠が見られる。
マスウェイスティング、スランピング、海底地すべりは、海底峡谷で見られる斜面崩壊（重力が斜面に及ぼす影響）の一種です。マスウェイスティングとは、よりゆっくりとした小規模な物質の斜面下への移動を指す用語です。スランピングは一般的に、斜面上の塊の回転運動を指します。地すべり、またはスライドは、一般的に堆積物の塊の剥離と移動から成ります。
現在では、海底峡谷の形成に関わる多くのメカニズムが、同じ峡谷内であっても場所によって、あるいは峡谷の発達過程の異なる時期に、程度の差こそあれ影響を与えてきたことが理解されている。しかし、主要なメカニズムを一つ選ぶとすれば、峡谷や水路の斜面下方向への直線的な形態、そして大陸斜面から掘削された、あるいは緩い物質が広範囲にわたって運搬されることから、様々な種類の混濁流や密度流が主要な役割を果たしていることが示唆される。
上述のプロセスに加えて、特に深い海底峡谷は別の方法で形成される場合もあります。海底が海面よりかなり低い海が、通常つながっている大洋から切り離されることがあります。通常は海洋との接触と流入によって満たされている海は、もはや補充されなくなり、一定期間を経て干上がります。局地的な気候が乾燥している場合は、干上がりの期間は非常に短くなることもあります。このような状況では、以前は海面と同じ高さで海に流れ込んでいた河川が、露出した海底をはるかに深く削り込むことができます。メッシニアン塩分危機はこの現象の一例です。500万年から600万年前、地中海は大西洋から切り離され、およそ1000年で蒸発しました。この間、ナイル川デルタをはじめとする河川は、深さと長さの両面で、現在の位置をはるかに超えて広がっていました。大災害により、地中海盆地は洪水に見舞われました。その結果として、侵食された海底峡谷は現在、現在の海面よりはるかに低い位置にあります。