ปลาทะเลลึกนั้นมีรูปร่างเหมือนสัตว์ประหลาดพบเห็นได้ยากแต่ก็มีความน่าสนใจเพราะมีนิทานหลายเรื่องที่กล่าวถึงสิ่งมีชีวิตที่ผิดปกติมากมายและยังไม่ได้รับการศึกษาในสมัยนั้นเนื่องจากพวกมันอยู่ในทะเลลึกที่มืดมิดซึ่งอาจจะพบได้แค่ตอนเกยตื้นหรือซากศพของพวกมัน ปลาทะเลลึกโดยทั่วไปนั้นจะพึงพาความรู้สึกมากกว่าการมองเห็นเนื่องจากแสงสว่างใต้ทะเลลึกนั้นมีไม่มากพอจึงไม่สามารถพึงพาการมองเห็นในการล่าเหยือหรือลีกหนีการไล่ล่าได้มันจะพึงพาการเปลียนแปลงความดันและกลิ่นแทนแต่ถึงอย่างนั้นปลาบางชนิดมีตาที่ไวต่อแสงกว่ามนุษย์ถึง 100 เท่า นอกจากนี้มันยังมีสีที่เข้มเพื่อหลีกหนีการล่าของวาฬและนักล่าอื่นๆอีกด้วย[4]

ปลาทะเลลึกหลายชนิดเป็นสารเรืองแสงที่มีดวงตาที่ใหญ่มากเหมาะกับความมืด ปลาที่เรืองแสงมีความสามารถในการผลิตแสงทางชีวภาพผ่านการกระเจิงของโมเลกุลของลูซิเพอลีน (luciferin) ซึ่งทำให้เกิดแสง โดยกระบวนการนี้ต้องใช่ออกซิเจนด้วย ปลาเรืองแสงมากกว่า 50% ส่วนมากอยู่ตรงบริเวณไหล่ทวีปที่ระดับความลึกประมาณ 200 เมตรและ 80% ของกุ้งและปลาหมึกก็มีความสามารถในการเรืองแสงด้วยเช่นกัน อัวยวะเรืองแสง (photophores) ซึ่งผลิดมาจากเซลล์ที่มีแบคทีเรีย อวัยวะเรืองแสงเหล่านี้มีเซลล์ที่คล้ายกับเลนส์ที่เหมือนกับที่อยู่ในดวงตาของมนุษย์เพื่อใช้ในการทำให้แสงกระจ่ายตัวอีกด้วย การเรืองแสงเหล่านี้ใช้พลังงานเพียง 1% ของพลังงานทั้งหมดแต่มีจุดประสงค์มากมายเช่นใช้ค้นหาอาหาร, สื่อสาร, หาคู่ผสมพันธุ์และดึงดูดเหยื่อเช่นปลาตกเบ็ดนอกจากนี้พวกมันยังลวงตานักล่าด้วยการปรับแสงให้ตรงกับความเข้มข้มของแสงจากด้านบนได้อีกด้วย[5]

วงจรชีวิตของปลาทะเลน้ำลึกส่วนใหญ่จะเป็นไข่และตัวอ่อนตรงน้ำตื้นและลงน้ำลึกเมื่อโตเต็มวัย โดยไข่อาจจะลอยเป็นแพลงค์ตอนหรือวางไว้ในหลุมก็ได้แล้วแต่ชนิดของปลา[6]เมื่อพวกมันโตเต็มที่พวกมันจะมีการดัดแปลงร่างกายเนื่องจากความหนาแน่นของน้ำทำให้ตัวพวกมันนั้นลอยน้ำได้จึงต้องเพิ่มความหนาแน่นของตัวมันให้มากกว่าน้ำรอบ ๆ ด้วยการทำให้เนื้อเยื่อส่วนมีลักษณะเป็นเนื้อเหลว ๆ เหมือวุ้นเพื่อสร้างสมดุล[7]สิ่งมีชีวิตส่วนมากใต้ทะเลพัฒนาถุงลมของพวกมัน แต่เนื่องจากความดันที่สูงมากของสภาพแวดล้อมนี้ปลาทะเลลึกจึงมักจะไม่ได้มีอวัยวะนี้ แต่ถึงอย่างนั้นปลาทะเลลึกที่อยู่ลึกมาก ๆ นั้นจะมีกล้ามเนื้อที่เหมือนวุ้นและมีโครงสร้างกระดูกน้อยเพราะพวกมันลดความหนาแน่นของเนื้อเยื่อโดยเพิ่มไขมันให้สูงขึ้นและลดน้ำหนักโครงกระดูกลงเพื่อลดขนาดความหนาและปริมาณแร่และการสะสมน้ำ[8]จึงทำให้พวกมันช้าและคล่องตัวน้อยกว่าปลาบนผิวน้ำ

เนืองจากความลึกนี้ทำให้การสังเคราะห์แสงน้อยทำให้ทะเลลึกปลาส่วนใหญ่ต้องพึ่งพาการจมของซากศพและสารอินทรีย์จากทะเลด้านบนแต่บางที่พวกมันก็มีแหล่งอาหารอยู่เช่นบริเวณปล่องแบบน้ำร้อนแต่ถึงอย่างนั้นทะเลลึกนี้ก็เป็นสถานที่ๆหาอาหารได้ยากดังนั้นพวกมันจึงมีการปรับตัวเพื่องให้ดำรงชีวิตได้ง่ายขึ้นเช่นยืดหดขากรรไกรได้เช่นปลาฉลามก็อบลิน มี่ติ่งเนื้อเรืองแสงที่คล้ายเบ็ดตกปลาเช่นปลาตกเบ็ด มีปากที่ใหญ่เช่นปลาไหลกัลเปอร์และมีกระเพาะขนาดใหญ่เช่นปลาแบล็คสวอลโล[4]

ปลาที่อยู่ในทะเลน้ำลึกมีความแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดทางโครงสร้างทางกายภาพและพฤติกรรมซึ่งเกิดจากโซนที่อยู่อาศัยการอพยพการล่าและอื่น ๆ นั้นเอง[9]ครีบก้นและครีบหางเป็นของที่หาได้ยากในหมู่ปลาทะเลน้ำลึกซึ่งแสดงให้เห็นว่าปลาทะเลน้ำลึกมีความเก่าแก่และสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของมันได้ดีทำให้การรุกรานของปลาชนิดอื่น ๆ นั้นไม่ประสบความสำเร็จ[10]ครีบส่วนใหญ่จะเป็นแบบปลาโบราณ ปลาทะเลลึกคงรูปร่างเดิมตั้งแต่อดีตจึงเป็นแบบอย่างของวิวัฒนาการที่ยาวนานในอดีตเมือหลายร้อนล้านปีที่ผ่านมาได้เป็นอย่างดี ซึ่งต่างจากปลาผิวบนและปลาน้ำจืดที่มีการวิวํฒนาการเรือยมา[11]