表層水は、太陽光が十分に届くため、無機栄養塩を消費して植物プランクトンが盛んに光合成を行い、有機物を生産しています。もちろんバクテリア等によって、無機栄養塩に分解もされていますが、光合成量の方が大きいため、表層水では無機栄養塩が少なく、代わりに水質の悪化につながる有機物が多くなっています。また、表層水は陸水、大気の影響を受けやすいため、生物的にも、化学的にも汚染されやすくなっています。

一方、深層水は太陽光がほとんど届かないため、光合成はほとんど行われず、無機栄養塩は消費されずに残ります。それに加えて、表層から沈殿してきた有機物も無機栄養塩に分解されるので、光が届かない深層水は、有機物が少なく清浄になり、無機栄養塩が溜まる一方となっています。また、深層水は陸水、大気の影響をほとんど受けないため、生物的にも化学的にも汚染をほとんど受けません。

この他にも、表層水にない深層水の特性として、水温が一年を通して低温安定している事や、性質（特性）が安定していることなどがあります。