在近几十年间，海洋地质学研究的主要对象除了底形以外就是上层沉积。根据“挑战者”号调查(1872年)的资料，PeHap等科学家对沉积(主要是深海沉积)给出了首次分类。

在深海沉积中，他们划分出了红粘土和生物沉积软泥——放射虫软泥、硅藻软泥、抱球虫软泥和翼足类软泥，在陆源沉积中，划分出了青泥、红泥、绿泥以及沙；在近岸陆源沉积中划分了石块、卵石、砾石、沙和软泥。这种分类的各个术语一直延用至今。

在现代文献中，海底沉积分为两个基本范畴为半深海沉积和深海沉积。半深海沉积分布在大洋的边缘，这主要是陆源粘土质沉积，局部地区还伴有火山碎屑混合物。深海沉积——大洋沉积包括其他各种类型的沉积。这两种沉积的主要区别在于水中悬浮的陆源物质的积累速度。半深海沉积堆积得相当快。在沉积中埋有有机物，并且当微生物分解有机物时消耗氧和形成环境的还原条件。例如，在日本海的柱状沉积样品中，上部氧化层和下部还原层之间的分界通常位于15～20厘米深处。这种分界都明显地存在，因为它与氧化层的“暖”色调(浅棕色的、淡黄色的等等)向还原层的“冷”色调(灰色的、淡蓝色的、淡绿色的)的过渡相合，这种情况与铁的形态有关系。深海沉积是酸性的。从19世纪以求，就按照这种特征传统地划分深海区与半深海区沉积问的分男。例如，PeHap等科学界在1891年分出了海洋周围的“蓝软泥”和海盆的“红粘土”。

沉积层来源有大小河流携带到海中的土壤和基岩物质。在冰川溶化期，这种基岩物质就被带入大海，或者被风吹送到海中去。沉积层的其他来源是火山灰与熔岩、贝壳与生物骨骼、在海水中形成的化学沉积物以及宇宙尘埃等。

覆盖洋度的沉积层厚度介于0～4000米之间，而且在深水海盆沉积可能更厚一些，整个世界海洋沉积的平均厚度为300米。

大粒度石英与石灰质沉积层通常是白色与浅色的。含铁或锰的软泥通常具有较深颜色——红色、天蓝色与绿色。在水交换微弱的海湾或海滨常发现黑泥。