Западина Тихого океану на всій площі має глибину бл. 3900—4300 м. Найбільш характерними елементами рельєфу є глибоководні западини і жолоби; підняття і хребти виражені гірше. Від берегів Південної Америки тягнуться два підняття: Галапагоське на півночі і Чилійське, що простяглеся від центральних районів Чилі приблизно до 38° пд. ш. Обидва ці підняття сполучуються і продовжуються на південь у напрямі Антарктиди. Нерідко близько від берега і паралельно до нього розташовані глибоководні жолоби, утворення яких пов'язане з поясом вулканічних гір, що оточують Тихий океан.
До числа найбільш відомих відносяться глибоководні западини: Маріанська (11 022 м; за іншими даними — западина Челленджер — 11 033 м) поблизу Маріанських о-вів; Галатея (10 539 м), Кейп-Джонсон (10 497 м), Емден (10 399 м), три западини Снелліус з глибинами від 10 068 до 10 130 м і западина Планета (9788 м) поблизу Філіппінських о-вів; Рамапо (10 375 м) на півдні від Японії. Западина Тускарора (8513 м), що являє собою частину Камчатського жолоба, відкрита в 1874 р. Характерною особливістю дна Тихого океану є численні підводні гори — т. зв. гайоти; їх плоскі вершини розташовані на глибині 1,5 км і більше.
Прийнято вважати, що це вулкани, які раніше підіймалися вище за рівень моря, а згодом були розмиті хвилями. Ложе Тихого океану складене з червоної глини, блакитних мулів і уламків коралів; деякі великі ділянки дна покриті глобігериновими, діатомовими та іншими мулами. У донних відкладеннях зустрічаються марганцеві конкреції і зуби акул. На дні Тихого океану є багато коралових рифів, але вони поширені тільки на мілководдях.
