Las filtraciones frías y los respiraderos hidrotermales son estructuras que se encuentran en el fondo del océano y que sostienen biomas completamente independientes de la energía del sol. Las filtraciones frías liberan lentamente sulfuro de hidrógeno, metano y otros fluidos ricos en hidrocarburos, mientras que los respiraderos hidrotermales liberan agua calentada geotérmicamente rica en los mismos minerales disueltos. Como los fondos oceánicos están típicamente a 2-3 millas (3.2 a 4.8 km) de la superficie, estos biomas están completamente oscuros durante millones de años. También están fuertemente presurizados debido al peso del agua por encima: los biomas de ventilación hidrotermal y filtración fría generalmente tienen una presión ambiental un par de cientos de veces mayor que en la superficie.
Las filtraciones frías y los respiraderos hidrotermales son los únicos biomas a largo plazo cuyos productores primarios no dependen de la fotosíntesis. En lugar de que las bacterias o plantas fotosintéticas formen la columna vertebral del ecosistema, esta función la cumplen las bacterias quimiotróficas y las arqueas, que tienen estrechas relaciones simbióticas con los organismos heterótrofos que las consumen. A su vez, los organismos más grandes (gusanos tubulares gigantes, almejas y camarones) pueden consumirlos para sobrevivir.
Además de la diversa biota que albergan los respiraderos hidrotermales y las filtraciones frías, también poseen características geológicas interesantes. Los respiraderos hidrotermales pueden incluir fumadores negros, géiseres que expulsan agua turbia a una temperatura de 400 ° C (752 ° F) o fumadores blancos, alrededor de la misma temperatura pero expulsando nubes blancas en lugar de negras. Debido a que la presión en estas profundidades es tan grande, el agua no hierve y, en cambio, permanece en fase líquida. A medida que las soluciones sobrecalentadas entran en contacto con el agua fría, los minerales se precipitan rápidamente, creando estructuras de chimeneas que pueden crecer hasta 60 m (197 pies) antes de colapsar.
Las filtraciones frías se asemejan a lagos en el fondo del océano. Las filtraciones frías liberan sus fluidos en forma de salmuera que, al ser más densa que el agua típica, se deposita en el fondo. A lo largo de los bordes de estos lagos de salmuera, observamos muchos miles de mejillones, que viven de las bacterias quimiotróficas que se alimentan de los sulfuros y el metano que se filtran por las filtraciones frías. Las filtraciones frías, que son más estables que los respiraderos hidrotermales, albergan algunas formas de vida longevas, incluidos los gusanos tubulares que viven entre 170 y 250 años, el más largo de todos los invertebrados no coloniales conocidos.