来自海底沉积界面之下的以水、碳氢化合物（天然气和石油）、硫化氢、细粒沉积物为主要成分的流体以喷涌或渗漏方式从海底溢出，并产生系列的物理、化学及生物作用，这种作用及其产物称为冷泉。海底的岩层或沉积物如同海绵一样，在重力负荷的挤压下，缝隙也在不断变小，水被挤了出来，这就是沉积物空隙缩小产生的以低密度流体和甲烷为代表的烃类气体。另一方面，地层中气体的聚集有利于地层的“保暖”，使地层温度升高，从而进一步产生烃类气体。来自地层中的不同成分、不同温度的流体和气体沿着缝隙从海底向海水中喷溢，地层中喷溢出的气体以甲烷或其他高分子量的烃类气体为主，这样就形成了海底冷泉。