Впадина простирается на 1340 километров вдоль Марианских островов. Здесь проходит граница стыковки двух тектонических плит в зоне движения по разломам, где Тихоокеанская плита уходит под Филиппинскую. Впадина имеет дугообразный профиль, обращенный в сторону океана, склоны с крутизной в 7–9 градусов. Ее плоское дно шириной 1–5 километров разделено порогами на несколько отдельных замкнутых впадин глубиной 8—11 километров. Марианский желоб относится к типу периферийных желобов, расположенных по краям океанов.
Давление воды у дна достигает 108,6 МПа — это более чем в 1100 раз превышает нормальное атмосферное давление на уровне Мирового океана. Температура воды — более +2 °C, хорошо развита вертикальная циркуляция, что предполагает содержание в воде кислорода. Эти особенности создают благоприятные условия для развития живых организмов.
Дальнейшие исследования 23 января 1960 г. закончились сенсационно. На дно Марианского желоба на глубину 10 915 метров было произведено погружение батискафа «Триест», имеющего шарообразную форму, диаметром около 9 метров.
Аппарат пилотировали офицер военно-морских сил США Дон Уолш и швейцарский исследователь Жак Пикар, защищенные бронированными стенками батискафа толщиной 12 сантиметров. В течение 30 минут «Триест» оставался на дне Марианской впадины. Исследователи убедились в том, что самые глубинные слои океана, где температура воды всего +3 °C, населены живыми организмами, измерили и радиоактивность воды у самого дна впадины. Однако важно было узнать: как живые организмы приспособились обитать на такой огромной глубине, как они выглядят, если на них давят огромные массы океанических вод. Такие глубины исследовать очень сложно.
Со временем исследования в Тихом океане показали, что на глубинах, превышающих отметку в 6000 метров, существуют огромные колонии живых организмов — погонофоры. Этот тип морских беспозвоночных животных обитает в длинных хитиновых трубках, открытых с обоих концов. Завеса тайны была приоткрыта в последнее время с помощью пилотируемых и автоматических подводных аппаратов. Они произведены из сверхпрочных материалов и оснащены видеокамерами. Результатом исследований стало открытие богатого сообщества животных.
На глубинах 6000—11000 метров были обнаружены барофильные бактерии, которые способны развиваться только при высоком давлении. Там обитают также простейшие фораминиферы, представляющие отряд простейших подкласса корненожек с цитоплазматическим телом, облаченным раковиной, и ксенофиофоры — барофильные бактерии. Там водятся и многоклеточные: многощетинковые черви, равноногие раки, бокоплавы, голотурии, двустворчатые и брюхоногие моллюски.
