黑海脱胎于古地中海，黑海是一个双层海，上层水多来自多瑙河和顿河等河水的注入，而深层水由于脱胎于古地中海的海盆地，因而盐度很高，密度很大，使得上下层水体难以彻底交流。

黑海是一个面积大并缺氧的海洋系统。在缺氧和有机质存在的情况下，经过特种细菌的作用，海水中的硫酸盐产生分解而形成硫化氢等，而硫化氢对鱼类有毒害，因而黑海除边缘浅海区和海水上层有一些海生动植物外，深海区和海底几乎是一个死寂的世界。