2001年（平成13）4月水産庁が発表した定義によると、海洋深層水とは、「光合成による有機物生産が行われず、分解が卓越し、かつ冬季の鉛直混合の到達深度以深の海洋水」とされ、一般的には水深約200メートル以深の海水をさす。
水深200メートル以深は深海とよばれることから、「深海にある海水」を意味する資源利用のための造語である。
英語では、deep ocean waterあるいはdeep sea waterと表記され、頭文字をとった略称ＤＯＷも用いられる。
世界の海の平均水深が約3800メートルであることから考えると、単純計算で海水の約95％が海洋深層水であり、その容量は約13億立方キロメートルの巨大な資源である。
現在知られている海洋深層水の特性は、大きく以下の三つに分けられる。
エネルギー（低温）、物質（富栄養性）、清浄性であり、これらの性質は周年安定している。
このほかに、塩、ミネラル、鉱物、水などの物質資源も含まれる。
ただし、清浄性以外の資源濃度は薄く、これらを利用するには高効率技術が必要になる。
しかし、地球上のほかの天然資源に比べ、総量の巨大さと、数年から数千年という再生サイクルの速さでまさっている。