黑海海底的地形与其他海域不同，它如同一个孤立的海底盆地。黑海上层水温较高，而且积存着大量的淡水，而200米以下的海水层里，水温却很低，同时盐度也很大，因而上下层之间形成了一个屏障，叫做密度跃层，它使得上下层海水不能进行交换，跟外界隔绝的下层海水氧气奇缺，加上硫细菌的作用，高浓度的硫化氢气体便把海底淤泥染成黑色，这就是从海边或海上看去，黑海呈黑色的原因，而实际上，黑海的海水也是无色透明的。