海盆内由于
波浪、
潮汐和
海流的作用以及海洋生物作用所形成的沉积物。包括：①滨海相沉积——又可分为砂砾质海岸沉积物和淤泥质海岸沉积物；②潟湖相沉积——碎屑物以泥沙沉积为主，常形成碳酸岩、石膏、芒硝和盐的沉积；③浅海相沉积——以粉砂和粘土为主，常形成海相
生物沉积岩；④深海相沉积——以生物软泥为主，产
锰结核。
生物组分主要来源于表层水体，尽管部分可来源于海洋底部生物活动以及河流、风、冰川搬运物质。生物组分又可以分为3种次级组分：有机物、碳酸钙和蛋白石（生物成因
二氧化硅）。有机质包括单个分子到孢粉、有机质壁微体化石、不透明的有机质和木质碎片。碳酸钙沉积主要来源于颗石藻（藻类微体化石）和浮游有孔虫，还有很少一部分来源于底栖有孔虫和
介形虫。而二氧化硅或蛋白石沉积的主要来源是硅藻，少部分来源于硅鞭藻、
放射虫、硅质海绵骨针以及偶尔的、通过风力或（和）河流搬运输入海洋的植物岩与淡水硅藻。
海洋沉积物中的岩石组分首先由粘土组成，尽管部分达到砾级的粘土可能是冰川溶解沉积物。岩石组分主要来源于通过河流、风力或冰川搬运到海洋中并沉积下来的、被侵蚀的陆相岩石和土壤。
全球分布的海洋沉积物依据其原始成分可以划分为5种类型：
碳酸盐、
硅酸盐、冰携物、红色粘土和
陆源沉积物。控制沉积物类型的主要因素与其据大陆的距离有关。与大陆的距离控制了冰携碎屑和（或）陆源碎屑（主要是河流）输入物是否占据了沉积物的主导地位以及海洋生产力的类型和量级。碳酸盐或硅酸盐物质是否占主导地位，海洋沉积物记录中的生物组分主要受控于表层生产力状况，而表层生产力状况又受控于包括光照、温度、盐度和营养物质浓度等一系列因素。因此，
纬度和大陆形态因其在通过季节性变化和上涌活动过程中带来的营养物质而变得非常重要。高产率区域比如全球6个主要的上涌区中心加（利福尼亚边缘、
秘鲁边缘、安哥拉、北非-葡萄牙边缘、阿拉伯海和南极洲）以及大部分沿岸区以硅藻类为主，而在地产率区比如大西洋的北部和东部以有孔虫和
颗石藻为主。相反的，在远离陆源物质影响的区域，生产力低，海洋中主要的注入物是风力带来的
粘土，进而导致红色粘土的形成且沉积速率极低。
海洋沉积物提供了年内、年度到百年级别分辨率的古气候变化的连续记录，使得洞察过去海洋和陆地环境变化成为可能。
稳定同位素提供了古海洋环境的记录以及重建包括海洋表层与深海循环模式、海洋表层及底部海水温度、海洋表层盐度、冰川活动与来源、上涌强度、生产力、营养物质利用、表层海水溶解CO2含量及海水O2含量等一系列变化的方法。其中，碳、氮和硅的稳定同位素是重建古生产力和营养物质利用的有利工具。以碳同位素为例，全球气候变化、大规模海平面升降、生物灭绝等都会导致海相碳酸盐岩δ13Ccarb的异常。海平面大幅快速下降，陆架暴露，导致了生物的绝灭以及有机质的氧化，此时沉积的碳酸盐岩δ13Ccarb值较低，碳同位素组成具有负漂移的演化趋势；在海平面缓慢下降时期，生物繁盛，大量有机质快速埋藏，从而造成海水中13C浓度增加，此时沉积的碳酸盐岩具有较高的δ13C值，碳酸盐岩的δ13Ccarb值表现为正漂移。
人类活动产生的、不易降解的化学废弃物最终都将进入沉积物中，沉积物同时也是释放到环境中的稳定且有毒的化学污染物的主要存贮地，即使当上覆水中的污染物浓度较低时，沉积物中的污染物也会对生活在沉积物中或靠近沉积物生活的生物体产生负效应。由人为活动引起的
水生生态系统中的重金属污染一直是影响生态系统健康和稳定的主要因素，作为重金属“蓄库”的沉积物，到底有多大的容量可以使生物维持健康的生存状态一直是一个备受关注的难题，沉积物中的金属浓度通常超过水体中金属浓度3～5个数量级，这么高的浓度，使得沉积物中任何一小部分的
生物可利用性问题都变得对局部乃至区域沉积物质量至关重要。迄今为止，已经有许多国家通过不同的方法推导得出的沉积物关于金属的质量基准和标准，其中金属的生物可利用性是必须重点考虑的问题，但是同样的元素仍然会出现差异，有时甚至数量级上的差异，这些差异不光与推导方法的不同有关，还与地区差异存在很大的关系，不同区域的沉积物有着不同的地球化学特性，受试生物对污染物的耐受性也各不相同。
污染物在生物体内的富集和对食物链的污染，对人类健康和野生生物健康都具有重要意义，因为人类和野生生物都食用鱼类和贝类。事实上，食用水产品是人类暴露于水体中的诸多金属和有机化合物的最重要的途径。大多数情况下入暴露于与沉积物相关的污染物是通过间接途径，包括污染物从沉积物中转移出来，然后进入水体或水生生物体内。
针对这种现象，我国相关专家参考了国内、外相应的基准值与标准值：结合我国海洋沉积物污染现状；充分考虑所制订的沉积物质量标准与国际现有水平接轨，并与国内原有的水质标准呼应：保护环境质量与保障经济发展平衡：广泛听取了专家和公众意见，由此制订出了我国第一版正式的《
海洋沉积物质量》国家标准(GBl8668-2002)， 2002年10月1日正式实施。
该标准适用于我国管辖的海域，可用于海洋沉积物质量的监测、评价和沉积物环境的监督管理。本标准具有保护环境质量、控制环境污染的功能，因此该标准对维护海洋环境质量、制定海洋环境保护技术政策、标准具有重要的意义。