水深200メートルを超える深海は、太陽の光が届かない暗闇の世界です。陸上よりはるかに高い水圧がかかり、水温も低い、といった特徴があります。このコーナーでは、太陽光がどこまで届くのか、深海の水温がどれぐらいなのかを紹介します。深海の高い水圧に耐えられず壊れてしまったチタン合金製の「耐圧殻」なども展示し、圧力のすさまじさをご覧いただきます。

日本が世界に誇る潜水調査船や無人探査機の実物や模型を展示し、深海の謎に迫る人類の挑戦を紹介します。
最大の展示物は、海洋研究開発機構が保有する有人潜水調査船「しんかい6500」の実物大模型（全長９・７メートル、幅２・８メートル、高さ４・１メートル）です。深さ6500メートルまで潜れる同船は、世界中の海で海底の地形や地質、深海生物などを調査し、潜航回数は2012年に通算1300回に達しました。これだけの深さに潜れる潜水船は世界で７隻しかありません。
このほか、深さ7000メートルまで潜れる無人探査機の「かいこう」や深海生物の調査を専門に行う探査機「ピカソ」の実物、海中の経路を自力で走る探査機「ゆめいるか」などの模型も展示します。

深海は生物が少ないと思われがちですが、浅い海より種類が多い生物グループもあります。国立科学博物館や海洋研究開発機構が所蔵する約380点の貴重な深海生物の標本などを分類群ごとにまとめて展示します。

■タカアシガニ
世界最大の節足動物で、日本近海の深さ300～400メートルに生息しています。全長３メートルまで成長するケースもあり、展示する標本（幅１７０センチ、奥行き１５５センチ、高さ８０センチ）も迫力があります。
■オオグチボヤ
ホヤの仲間。富山湾などの深さ300～1000メートルにすんでいます。大きな口に見えるのは入水孔で、流れに向かって開き、流れに乗って漂ってきたプランクトンなどを食べます。時には小エビを丸呑みしてしまうようで、ホヤには珍しい肉食の種類ではないかと考えられています。

■コトクラゲ
竪琴のような体形から、この名がつけられました。相模湾や鹿児島沖の深さ７０～２３０メートル付近にすんでいます。浮遊して暮らすクシクラゲが多い中で、海底の岩などに付着して生活する珍しい生態です。
■オオイトヒキイワシ
南日本の太平洋側をはじめとする世界中の暖かい地域の深海にすんでいて、深さ４７２０メートルで見つかったケースもあります。体長は約４０センチに達し、長く伸びた腹ビレや尾ビレで海底に立つ姿から、「三脚魚（さんきゃくうお）」との異名をもちます。

深海での生活に適応するため、巨大化したり、光を放って獲物を見つける生物などを紹介します。
■ダイオウイカ
国立科学博物館が所蔵するダイオウイカ（ヒレの先端から腕の先まで約３メートル、触腕まで含めると約５メートル。２００７年に島根県出雲市沖で捕獲）の標本を展示します。深さ６５０～９００メートルの深海に生息しています。 大きなもので全長１８メートルといわれ、世界最大の無脊椎動物とされるダイオウイカは、古くから「幻の巨大イカ」として船乗りに恐れられましたが、実態は２１世紀になるまでよくわかりませんでした。同博物館の窪寺恒己博士が２０１２年、小笠原諸島近くの深海で、動画撮影に初めて成功するなど、生態は少しずつ解明されています。
■ツノナシオハラエビの仲間
インド洋や大西洋の熱水が噴き出す深さ１６００～３７００メートルの海底にすんでいます。熱水に触れて死ぬのを避けるため、背中には、数百度の熱水から出ているかすかな光を感知する特殊な目があります。