海底地形地貌是海水覆蓋下的固體地球表面形態的總稱。整個海底可以分為三大基本地形單元，即大陸邊緣、大洋盆地和大洋中脊。這些地形單元進一步細分成多種次一級的海底地形單元，包括淺灘、珊瑚礁、磨蝕台地、海底峽咎、海嶺（海底山脈）、海底平頂山、海盆、海溝等。
大陸邊緣是大陸與洋底之間的過渡地帶，約占海洋總面積的22%，其結構因大陸邊緣的類型而異。大洋盆地位於大洋中脊與大陸邊緣之間，約占海洋總面積的45%，被海嶺等正向地形分割，形成外形略呈等軸狀的海底窪地，即海盆。大洋中脊則占海洋總面積的33%，是地球上最長最寬的環球性洋中山系。
海底地貌包括高聳的海山、起伏的海丘、綿延的海嶺、深邃的海溝和坦蕩的深海平原。深海平原的坡度小於千分之一，其平坦程度超過大陸平原。大洋最深點為馬里亞納海溝，深達11,033米，超過陸上最高峰珠穆朗瑪峰的海拔高度（8,844.43米）。
這些地貌的形成主要由大規模的板塊運動、地殼運動和火山活動等內力作用塑造。大陸架是陸地向海洋的過渡地帶，通常大陸架的水深不超過200米。大陸坡是大陸架向大洋方向的連結部分，深度從200米加深到2000米甚至更深。海溝是海底最深的地方，形態通常是狹長的，兩壁陡峭，深度通常在5000米以上。海底山脈或大洋中脊是由岩漿從地殼裂縫中湧出形成的，而海溝則是由大陸板塊與大洋板塊碰撞形成的。