A partir del borde de la plataforma continental, se puede decir que se adentra en las grandes profundidades, caracterizadas por la prácticamente falta de luz. Es la zona batial, que comprende el talud continental, seguida por la zona de la planicie abismal con más de 3.000 metros, y la zona hadal, propia de las fosas de las marianas.
Estas zonas profundas tienen una ictiofauna marina empobrecida debido a la falta de alimento, la baja concentración de oxígeno, las altísimas presiones y una temperatura constante muy baja.
En el Mediterráneo, la disminución es especialmente notable, más allá de los 1000 metros de profundidad sólo se citan 36 especies de peces. Las situación de extrema dureza de los factores ambientales se ve agravada en este mar por la poca profundidad que presenta el estrecho de Gibraltar, que impide el paso de especies profundas desde el Atlántico.
Las especies mesopelágicas y batipelágicas, entre 200 y 1000 m, presentan formas más o menos extrañas que se apartan bastante e lo que es la concepción ideal de un pez típico. Un buen ejemplo esta rara morfología es el pez hacha. La mayoría de peces de estas grandes profundidades están dotados de órganos luminosos o fotóforos, que pueden servir tanto para el reconocimiento intraespecífico como para atraer a posibles presas.
En general, son de pequeño tamaño. Existen, sin embargo, notables excepciones, por ejemplo, ‘regalecus glesne’ puede alcanzar y sobrepasar incluso los tres metros de longitud. Familias mesoplégicas típicas son, entre otras, los mictófidos, los escuálidos, los gonostomátidos, los bítidos y los regalécidos.
Muchos de estos peces presentan unas migraciones verticales importantes, y se desplazan de noche hasta niveles epipelágicos. Algunos llegan a remontar hasta 1000 metros durante la noche, son relativamente normales en muchos mictófidos migraciones verticales nocturnas de entre 300 y 700 metros.
Las especies betónicas de esta zona suelen situarse por encima de los 1000 m de profundidad. Entre los 2.000 y los 3.000 m de profundidad el número total de especies se reduce a tan sólo siente en el Mediterráneo.