深层海水，是指海洋深处的水。它富含营养物质，温度较低且稳定，一般在1-9℃，水质清洁，病原菌少。这是因为海洋深处几乎没有太阳光射入，有机物分解的速度远远高于合成的速度。而在有机物大量分解的过程中，会产生极为丰富的含氮和磷的营养成分。在距陆地5公里的范围内，离海面200-300米以下的地方藏有大量的这种深层海水。这些深层海水若加以开发利用，未来将会使人类受益无穷。
日本近年开发研制了一系列深层海水食品，如深层海水豆腐、酱油、果汁、酒类、瓶装水、豆浆、果冻、糕点以及天然盐等产品陆续登场。由于深层海水清洁少菌，且所含微量元素和矿物质几乎已到均衡状态，因而用深层海水生产的食品日益受到欢迎。
深层海水还可用于制造药物和保健品。美国在20世纪70年代起就用深层海水成功地研制出抗癌药物，甚至将深层海水去涩去盐处理作为保健饮料。日本除了利用深层海水大量培养微细藻类作为健康食品的原料外，还建造了许多深层海水浴室，进行深层海水浴疗，吸引了不少观光游客。
深层海水用于水产养殖业，也是独特优势。日本抽取深层海水用以人工饲养某些鱼虾类，大大提高了鱼虾成活率。除了用深层海水大量生产龙虾和虾苗，还养殖名贵的鳟鱼、鲆鱼和海豚等，已取得了良好成效。
此外，日本科学家还提出了一个大胆设想：利用深层海水减少二氧化碳的排放。深层海水富含养分，把它抽上来可当作海洋农牧场的肥料，促进海洋表层浮游生物的生长。浮游生物繁茂，可大量吸收空气中的二氧化碳，缓解地球上恼人的温室效应。目前仅日本每年二氧化碳的排放量就达3亿吨，其中30％来自火力发电厂的废气。据称，日本有家电力公司就把发电厂的废气作为首攻目标。他们把这种废气排放到有微细藻类的深层海水中，通过海藻的光合作用来吸收废气中的二氧化碳。
