علم الأحياء البحرية العميقة هو الدراسة العلمية للكائنات الحية التي تعيش في الأعماق البحرية العميقة، بما في ذلك الكائنات التي تعيش في أعماق تزيد عن 200 متر. وتشمل هذه الكائنات البحرية مجموعة متنوعة من الحيوانات والنباتات مثل الأسماك والحيوانات اللافقارية المائية والأطفال والأحياء الدقيقة.
يستخدم علم الأحياء البحرية العميقة في البحوث الطبية والعلاجية لاكتشاف الكائنات الحية التي تحتوي على مركبات طبية قد تكون فعالة في علاج الأمراض المختلفة، وعلى سبيل المثال، تستخدم بعض الأحياء البحرية العميقة في صناعة الأدوية الخاصة بالقلب والأوعية الدموية، وكذلك في علاج السرطان. كما تعد دراسة هذه الحياة البحرية العميقة مهمة أيضاً في فهم تأثير التلوث البحري على هذه الحياة ومن ثم على الإنسان.