thumb|right|300px|ホウライエソ（Chauliodus sloani） 深海魚（しんかいぎょ、）は、深海に生息する魚類の総称。一般に水深200メートルより深い海域に住む魚類を深海魚と呼んでいる『深海魚 暗黒街のモンスターたち]』pp.8-13「暗黒の世界と深海魚」。2023年時点、生きた魚類が撮影により確認された最深記録は8336メートル（西太平洋の伊豆・小笠原海溝）である「世界一深い場所で泳ぐ魚 東京海洋大など：水深8336メートルで撮影 ギネス記録」『読売新聞』朝刊2023年4月5日（社会面）同日閲覧。
ただし、成長の過程で生息深度を変える種や、餌を求めて日常的に大きな垂直移動を行う魚類も多く、「深海魚」という用語に明確な定義があるわけではない。
概要 250px|thumb|right|20世紀初頭の百科事典『ブロックハウス・エフロン百科事典]』（1906年）に描かれた様々な深海魚 約1万5,800種『Fishes of the World Third Edition』pp.11-17；『The Diversity of Fishes Second Edition』 pp.201-202『Fishes of the World Fourth Edition』 pp.11-14が知られる海水魚のうち、少なくとも2,000種以上が深海魚に該当すると見積もられている『The Diversity of Fishes Second Edition』pp.393-394 。深海魚は大きく、海底付近で暮らす底生性深海魚と、海底から離れ中層を漂って生活する遊泳性（漂泳性）深海魚に分けられ、それぞれに含まれる種数はほぼ同数と見積もられている『Fishes of the World Third Edition』 pp.11-17。底生性深海魚と遊泳性深海魚の生活様式はまったく異なり、また進化上の系統分類をよく反映していることから、深海魚の進化・生態を理解するために両者を区分して考えることは重要である『Deep-Sea Fishes』pp.79-82。
太陽光の届かない深海には光合成を行う植物（海草・海藻や植物プランクトン）が存在しないため、深海における食物連鎖の基礎を支えるのは浅海の動植物である『The Diversity of Fishes Second Edition』pp.398-400。浅海で消費されなかった生物の遺骸や排泄物はマリンスノーなどとなって沈降し、最終的に深海に降り積もる。これらの沈み行く有機物はオキアミやクラゲなど浮遊性の深海生物に消費されるほか、深海底に堆積した後は貝類やナマコ、クモヒトデなどの底生生物のエネルギー源として利用される。彼ら自身は（深海魚を含む）さらに大型の深海生物によって捕食され、深海での食物連鎖を形成する。
深海は極度に高い水圧と低水温に阻まれた暗黒の海域である。また、利用可能な総エネルギーは浅海で生産されるうちのごく一部に過ぎない。深海魚はこの極限とも言える環境に適応するため、浅海の魚類には見られない特殊な身体構造および生活様式を獲得している『魚学入門』pp.59-60。地表面の7割を覆う海の平均水深は約3,800メートルに達し、200メートル以深の深海は体積比で実に93%を占める。地球で最大の生物圏を構成する深海の環境と、そこに広がる生物多様性を理解するうえで、深海魚研究の果たす役割は大きい。
研究史 深海生物の存在 深海はその過酷な環境と広大な範囲のため、浅海と比べて観察・研究が困難であり、生物が存在するかどうかは長く不明であった。イギリスの博物学者であるエドワード・フォーブスは、1839年に行った調査船による観測結果を元に、「深海（300ファゾム＝水深548メートル以深）には生物が存在しない」という「深海無生物説」を提唱した『深海調査船が観た深海生物』pp.23-29。しかし、その後の底引き網や海底ケーブルを用いた各国の調査により、深海から相次いで生物が採取され、この説はすぐに否定されることになる。
深海生物の存在を決定的に証明したのは、1872年から1876年にかけて行われた英国海軍のチャレンジャー号による大規模な世界一周探検航海である。この航海がもたらした膨大な海洋学的研究成果をきっかけとして、各国の海洋調査は本格化し、深海魚研究の歴史も幕を開けた。
深海探査艇の登場 150px|thumb|right|トリエステ号内部のジャック・ピカール（中央）とドン・ウォルシュ 生身の人間が直接大深度に潜行することはできないため、深海探査には常に困難がつきまとう。漁網中に混獲されたり、海岸に打ち上げられたりした深海魚も時として貴重な標本となったが、彼らが実際に生きている姿（生息環境や生態）を伝える情報は損なわれていることが多かった。19世紀後半以降、ワイヤーロープや底引き網の改良により大深度からの標本採取が可能になったものの、深海魚を直接観察することは依然容易ではなかった。兵器としての潜水艦は第一次世界大戦前には既に実用化されていた一方で、学術目的での潜水機器開発は遅れていたのである。
1928年、有人の潜水球（バチスフェア）が開発され、ようやく深海魚の観察が可能になった。バチスフェアは無動力ではあったが、深度923メートルまでの潜水に成功している。そして1948年、オーギュスト・ピカールにより自前の動力を有した深海探査艇バチスカーフが建造された。バチスカーフは複数の後継機が作られ、深海魚の生態観察や大深度での標本採集に強力な手段を提供した。20世紀後半から現代にかけては、日本のしんかい6500、ソビエト連邦／ロシアのミール、フランスのノティールおよびアメリカ合衆国のアルビン号などによる調査を通じ、深海魚の生活様式・環境への適応についての情報が蓄積されつつある『深海と深海生物 美しき神秘の世界』p.121。
世界最深の魚類 東京海洋大学など日本とオーストラリアの研究チームが2022年8月15日、小笠原諸島北方の水深8336メートルで、水中ロボットから撮影した泳ぐクサウオ科スネイルフィッシュが、2023年時点で最も深い場所で確認された魚類であり、ギネス世界記録に認定された。
これまでの調査・研究史としては、1960年、バチスカーフの後継機の一つであるアメリカ合衆国のトリエステ号が、当時既に世界最深地点として知られていたマリアナ海溝のチャレンジャー海淵を目指して有人潜航を行った。乗船していたジャック・ピカール（オーギュストの息子）は、到達した最深地点（水深10,900メートル前後）で「シタビラメに似たカレイの一種」を目撃したと報告した『深海の生物学』p.235。一方、日本の無人探査艇「かいこう」が1998年に行った調査では、同地点で魚類を確認することはできなかった。21世紀初頭時点では、ピカールによる「目撃報告」は疑問視され、ナマコの一種を見間違えたのではないかと考える研究者もいる『深海の生物学』p.392。
日本のNHKが、海洋研究開発機構（JAMSTEC）のチャレンジャー海淵調査について2017年8月27日に放映したテレビ番組『DEEP OCEAN超深海／地球最深（フルデプス）への挑戦』によると、チャレンジャー海淵の底ではナマコ類やエビ類は撮影されたものの、魚類は写っていなかった「DEEP OCEAN 超深海／地球最深（フルデプス）への挑戦」NHKホームページ。
確かな科学的裏付けを持つ例として、これまでに最も深い場所から採集された深海魚は（アシロ目）のヨミノアシロ () である。デンマークの調査隊がプエルトリコ海溝の水深8,372メートルから本種を引き揚げたのは1952年のことで、学名には当時の調査船ガラテア (Galathea) 号の名前が冠されている。ほかに、クサウオ科（カサゴ目）のシンカイクサウオおよびアシロ科のソコボウズ『深海生物図鑑』pp.244-247が7,000メートル以深で観察されている。
海洋研究開発機構（JAMSTEC）の調査船「かいれい」の機器が2017年5月、マリアナ海溝の水深8,178メートルにおいてシンカイクサウオの採餌行動の撮影に成功した。2017年8月時点で、これが生きた魚類の映像の最深記録であった。
捕獲技術の進展 150px|thumb|left|深海から引き揚げられたムネダラ （Albatrossia pectoralis）。急激な減圧によって膨張した内臓が、口腔内に突出している。 深海魚が獲得した低水温・高圧力環境への適応能力を解析するためには、できるだけサンプルを生きたまま捕獲し、地上の研究施設で長期間飼育できることが望ましい。捕食や産卵のために浅海に移動する種類は、通常のアクアリウム設備でもある程度の飼育が可能であるが、実際の生育環境における振る舞いが再現される保証はない。
しかし、深海魚を生体のまま捕獲することには実際上の多くの困難がある。最も重要な問題は浮上に伴う急激な減圧と海水温の上昇であり、多くの場合は深海魚に対して致死的なダメージを与えることになる『海洋生物の機能』pp.89-101『Deep-Sea Fishes』pp.352-359。また、強すぎる環境光や捕獲そのものによるストレスが、視覚や生理調節機能に影響を及ぼす可能性もある。
深海探査技術の発展とともに捕獲機器の開発・改良も進み、1970年代には低水温維持機能が備えられるようになった。1979年に報告された高圧維持水槽は1980年代にかけて改良が重ねられ、ソコダラなど浮き袋が発達した底生性深海魚の生体捕獲を可能としたが、長期的な飼育維持は依然として困難な状況が続いていた。
2000年代初頭に日本の海洋研究開発機構（JAMSTEC）によって開発された「ディープアクアリウム」は、深海魚の捕獲と高圧下での飼育を単独で行うための装置である『潜水調査船が観た深海生物』pp.383-385。中心部分となる水槽は高圧に耐えるため球形をしており、200気圧の水槽内圧を維持できる。深海探査艇に搭載したディープアクアリウムで深海魚を捕獲したあとは、水槽内部の高圧環境を維持したまま地上に運搬、飼育を行うことが可能である。水交換や給餌も減圧を起こすことなく可能で、深海生物研究の新たな手段として期待されている『深海生物ファイル』pp.160-162。
深海魚研究の課題 深海の生物学的環境は表層における海流や季節性変化、陸地からの物質供給に大きく依存しており、深海魚の生態を海洋環境と結びつけて理解するためには広範囲かつ経時的な調査が求められる。また、底引き網による乱獲がタラ類など大陸棚周辺に生息する一部の食用種を激減させていることが報告されており、漁業上重要な深海魚の資源調査の必要性が指摘されている。
しかし、特殊な探査艇・採集機器を使用する深海魚の調査は多大なコストを要し、大規模で長期間にわたる生態調査のデータは非常に乏しいのが現状である『Deep-Sea Fishes』pp.83-99。個々の種類を詳細に調べる手段の進歩とは対照的に、全体的な生態調査という面では依然立ち遅れている。トロール網のわずかな改良がまったく異なる漁獲結果を導くこともあり、統一的なサンプリング手段の確立が望まれている。
深海魚の分布 水平分布 海洋は大陸棚の縁を境として、陸に近い沿岸域と、陸から遠く離れた外洋に水平区分される。深海には光合成を行う植物のような基礎生産者が存在せず、深海生物のエネルギー源となる有機物は主に浅海と陸地から供給される。このため、一般的に深海魚（および、ほかの深海生物）は陸に近い海域ほど多く、外洋に出るほど少なくなる『深海生物図鑑』 pp.238-239。また、熱帯域の外洋では対流が起きないため表層の生物が少なく、利用可能な堆積物に乏しい荒涼とした海底が広がることもある。
海底地形の特徴はそれぞれの地域によって異なり、底生性深海魚の分布に大きな影響を与える。一方で、深海中層の環境は比較的安定し均質であるため、遊泳性深海魚は広範囲な分布域を持つ種類が多い。三大洋（太平洋、インド洋、大西洋）全てに分布する深海魚も少なくなく、汎存種（汎世界種）と呼ばれる。遊泳性深海魚の生物群系は主に気候や大陸・島嶼地形の影響を受けながらおよそ20に分類され、これは他の生物群と比較して著しく少ない区分数である。ハダカイワシやムネエソ類など、大陸棚に沿った分布域を示す遊泳性深海魚を、「pseudoceanic（偽外洋性）」と特に区別して呼ぶこともある。
鉛直分布 thumb|150px|right|海の垂直区分。表層 epipelagic、中深層 mesopelagic、漸深層 bathypelagic、深海層 abyssopelagic、超深海層 hadopelagic 海を深さによって鉛直方向に区分した場合、表層、中深層、漸深層、深海層、超深海層に分けられる『潜水調査船が観た深海生物』pp.3-4。この区分は、漂泳区分帯と呼ばれることもある。一般的に、中深層以深に主たる生息水深を持つ魚類が深海魚として分布されている。
中深層
中深層（水深200 - 1,000メートル）には、光合成を行うには不充分ながらも、わずかに日光が届く『Deep-Sea Fishes』pp.82-83。主要な温度躍層（水温が急激に変化する層）のほとんどがこの領域に存在し、その下には物理的に安定で変化の少ない深海独特の環境が広がっている。
中深層の遊泳性深海魚はこれまでに約750種類が知られ、ワニトカゲギス目に属するヨコエソ科・ムネエソ科・魚類と、ハダカイワシ目のハダカイワシ科魚類が種類と数の両面で卓越している。これらのグループは極圏の海を含めた全世界の海洋に広く分布し、その生物量は莫大である。特にオニハダカ属（ヨコエソ科）の仲間は、地球上の脊椎動物として最大の個体数を持つと考えられている『Fishes of the World Fourth Edition』pp.208-209。
底生魚としては軟骨魚類であるギンザメ目・ツノザメ目の仲間に加え、ソコダラ科・チゴダラ科（タラ目）、アシロ科（アシロ目）およびトカゲギス科（ソトイワシ目）が支配的である。ほかにもチョウチンハダカ科（ヒメ目）、（ウナギ目）や、ゲンゲ科（スズキ目）など、深海の中では比較的多様な魚種が観察される領域である。
底生性深海魚の生息範囲は水深よりも海底地形に強く影響され、漸深層にまたがって分布する種類も多い。深海性の底生魚は、中深層と漸深層以深を合わせて1,000種以上が記載されている。
漸深層
漸深層（水深1,000 - 3,000メートル）は光の届かない暗黒の世界である。水温は2 - 5℃で安定している一方、生物が利用できる有機物の量は表層の5%にも満たず、深度とともに急速に減少していく『Deep-Sea Fishes』pp.115-117。漸深層の遊泳性深海魚には、少なくとも200種が含まれる。種数の上ではチョウチンアンコウの仲間が優勢であり、ほかにはクジラウオ科（クジラウオ目）、セキトリイワシ科（ニギス目）やフウセンウナギ目の魚類およびオニハダカ属の一部が生息する。ソコダラとトカゲギス類はこの領域でも数の多い底生性深海魚で、ほかにはホラアナゴ科（ウナギ目）、アカグツ科（アンコウ目）などが分布する。
深海層
深海層（水深3,000 - 6,000メートル）になると水温は1 - 2℃程度にまで下がり、ほとんど変化しなくなる『深海生物図鑑』p.221。300気圧を超える水圧は、生物の細胞活動に影響を与える。遊泳性深海魚はほとんど姿を消し、アシロ科・クサウオ科・ソコダラ科の底生魚が見られるのみである。
超深海層
超深海層（6,000メートル以深）は海溝の深部に限られ、全海底面積の2%に満たない。水圧が600気圧を超えるこの海域に暮らす深海魚は、深海層と同様にソコダラ科、クサウオ科およびアシロ科に属するごく一部の底生魚しか知られていない。
身体構造 thumb|right|ミナミヤリエソ Coccorella atrata （ヤリエソ科）。上方に突き出した大きな両眼は、光の少ない環境への適応と考えられている。 深海には太陽の光がほとんど届かないほか、高水圧、低水温、低酸素濃度、利用できる有機物が少ないなど、生物にとって過酷な条件が揃っている。深海生物に共通して見られる高水圧への適応として、細胞膜の流動性および圧力に対する酵素の感受性が低下していることが挙げられる『深海の生物学』pp.172-173。なお、高水圧といっても、細胞内も高圧の水で満たされているので、圧力差は非常に小さい。以下には、深海魚が持つ特殊な身体構造について記す。
骨格・筋肉 魚類の身体中に含まれるタンパク質や骨格の比重は、通常は海水より大きい。浅海魚は遊泳に伴う揚力や浮き袋への吸気で浮力を得ているが、利用可能なエネルギーに乏しい深海では、深海魚は極力遊泳せずに浮力を確保する必要がある。多くの深海魚では骨・軟骨および筋肉など体内の高密度組織が減少しており、代わりに低比重の水分と脂肪分を多量に含んでいる。腹鰭とその支持骨格、あるいは頭部の骨格を退縮させたものや、鱗・棘条を持たない種類も多く、軽量化に向けたひとつの手段と見られている。
浮き袋 浮き袋（鰾）は浅海魚が浮力を得る一般的な手段であるが、深海では極度の高水圧のため、通常のガス交換による浮き袋の機能には期待できない。高水圧と急激な圧力変化に耐えるため、深海魚には浮き袋の壁を頑丈なグアニン結晶で覆う、あるいは内容物を気体ではなく脂肪やワックスに置換するなどの適応が見られる。特にハダカイワシ類のように、餌を求めて深海と浅海を往復する習性を持つ深海魚は、数百気圧に及ぶ圧力変化を日々受けることになる。彼らは遊泳性深海魚の中では比較的発達した浮き袋を持ち、奇網（ガス交換に寄与する微細な血管網）は浅海魚に比べ非常に長く、一部の種類では中身を脂肪で満たしている『The Diversity of Fishes Second Edition』pp.394-396。
深度が大きくなるに従って、高水圧に逆らいガス交換（特に分泌）を行うことへの負担も増大する。中深層遊泳性の深海魚（浅海への移動を行わないグループ）では浮き袋は一般に退化的であり、さらに深度を増した漸深層では浮き袋をもたない種類が多い。一方で底生性魚類は、海底付近からあまり離れず急激な圧力変化を受けないためか、大深度でもよく発達した浮き袋を持つ場合がある。
眼球 thumb|left|トガリムネエソ Argyropelecus aculeatus （ムネエソ科）。上向きの管状眼と、著しく側扁した平べったい体を持つ。 透明度にもよるが、水深1,000メートル程度まではかろうじて太陽光が届くため、この領域に住む深海魚には体に対して非常に大きな眼球を持つものがいる。さらにデメエソ科・ムネエソ科・ヨコエソ科魚類など少なくとも11科の深海魚は、眼を管状に変形させた管状眼を持つ。深海に達する光は散乱と屈折のため、太陽の位置に関係なく常に真上から降り注ぎ、日没まで光量の変化も少ない『深海生物図鑑』pp.48-49。ボウエンギョ科など一部の例外を除き、ほとんどの管状眼は真上を向いており、海面方向からの光に対応している。
深海魚の視神経では明るい場所で機能する錯体は持たず、100種以上の深海魚では何層もの桿体層で作られた厚い網膜 multibank retinas を持っている10.1271/kagakutoseibutsu1962.24.326。
なお、同様に暗黒条件下の洞穴生物では、深海魚とは対照的に眼が退化した例が多い。深海魚の場合、洞穴とは異なりわずかながら光が差し込むこと、種によっては浅海への移動があること、発光生物が多いことが影響していると考えられる。
1,000メートル以深の漸深層は光がまったく届かない暗黒の世界で、この領域には落ち窪んだ小さな眼を持つ深海魚が多い。ソコオクメウオ科のように目が皮膚の中に埋もれてしまったもの、チョウチンハダカのように板状の網膜しか残っていない深海魚もいるが、光を検出する機能は依然として残されており、退化ではなく特殊化ととらえる方がより適切と考えられている『深海の生物学』pp.249-250。漸深層においてまばらに明滅する生物発光をとらえるためには、先細りの小さな眼球の方が適しているという報告もある。これらの眼は通常の眼よりも空間分解能に優れ、20 - 30メートル程度離れた場所の発光を捉えるのに適しているとされる。遊泳力の低い深海魚にとって、視野を比較的狭い範囲に限定することは、エネルギー効率の面で合理的である。
消化器 thumb|right|フクロウナギ Eurypharynx pelecanoides （フクロウナギ科）。非常に大きな口を持つ深海魚として知られ、世界中の温暖な海の深海（550 - 3,000メートル）で比較的普通に見られる『日本の海水魚』 p.90。 thumb|right|自分よりも大きな獲物を飲み込んだオニボウズギス Chiasmodon niger （クロボウズギス科） 魚食性の遊泳性深海魚には、体のサイズと比較してかなり大きな口や歯を備えたものが多い『Deep-Sea Fishes』pp.150-172。並外れた大きな口の持ち主として、フウセンウナギ目に属するフウセンウナギ・フクロウナギの仲間が特に知られている。彼らは一見すると頭が異常に大きいように見えるが頭蓋骨は小さく、大きな口は極端に発達した顎の骨に支えられている『深海生物図鑑』pp.170-175。フウセンウナギが鋭い歯を持ち大型の獲物を飲み込むのに対し、フクロウナギの顎には歯がほとんどなく、小型の魚やプランクトンをかき集めて食べている。
発達した歯列もまた魚食性深海魚の特徴であり、オニキンメ（オニキンメ科）など鋭い牙状の歯を持つものもいる。ワニトカゲギス・チョウチンアンコウ類の一部には、内側に折れ曲がった歯を持つものがあり、捕えた獲物を逃しにくい構造になっている。
チョウチンアンコウ類やクロボウズギス科の魚など、食道や胃を大きく拡張させることのできる深海魚もいる『深海の生物学』p.143。オニボウズギスは自分の何倍もある獲物を飲み込むことが可能で、腹部を異常に膨らませた状態で捕獲されることがある。また、メラニンなどの色素沈着によって、黒色化した腸管を持つ深海魚も珍しくない。発光生物を捕食した際に、消化管を透過した光が外敵を誘引することを回避しているものと見られる。
継続的な捕食を行うことが難しい深海の環境では、エネルギーを効率的に蓄えることが課題となる。肝臓は深海魚にとって重要なエネルギー貯蔵器官であり、シンカイエソ科などは非常に大きく脂質に富む肝臓を備えている。（ソコダラ科）の肝臓もまた脂質・グリコーゲンを豊富に含み、およそ180日間は餌がとれなくとも生命を維持できると推定されている。
脂質は海水よりも比重が小さいため、肝臓に多量に脂肪分を蓄えることは浮力の確保にも貢献する。アイザメ科・カラスザメ科（ツノザメ目）など、浮き袋を持たない深海性の軟骨魚類には、時に体重の25%にも及ぶ巨大な肝臓を持つものがある。
体色 thumb|left|アカクジラウオダマシ Barbourisia rufa （アカクジラウオダマシ科）。鮮やかな紅色の体色、発達した側線と小さな眼がクジラウオ類の特徴。 深海の中では比較的明るい中深層に住む魚類では、体表面の銀化による擬態が見られる『深海の生物学』pp.275-280。ムネエソの仲間は厚さ数ミリの平べったい体を持ち、表面はアルミホイルのような光沢のある銀色を呈している。彼らの体表面にはグアニンによる微小な反射性結晶が何層にもわたり規則的に並んでおり、鏡のように光を反射して捕食者に自らの姿を認識されないようにしている。ムネエソ類の一部は夜間には反射効率を低下させ、生物発光の反射による発見の危険性を減らすことができる。
水深600m付近から、深海魚の体色は銀白色から鉛色へと急速に変化し、1,000メートルの漸深層に達するとほぼ均一に暗色となる『深海の生物学』p.281。クジラウオ類の多くは鮮やかな赤い体色をしているが、青い波長の光しか届かない深海においては、黒色同様ほとんど目立たないと考えられる。
誘引突起・擬餌状体 アンコウ目魚類の背鰭の第1棘条は釣竿状に変形しており、誘引突起（イリシウム）と呼ばれる。誘引突起の先端にある房状に膨化した部分を擬餌状体（エスカ）と呼び、アンコウ類は擬餌状体を餌のように動かして獲物をおびき寄せる。漸深層遊泳性のチョウチンアンコウ上科の仲間では、擬餌状体が共生発光器官として機能することも多い『Oceanic Anglerfishes』 pp.229-251。また、オニアンコウ科の深海魚は複雑に分岐した顎鬚のような構造を持ち、やはり餌の誘引に用いると考えられている。
発光 生物発光は発光基質（ルシフェリン）と発光酵素（ルシフェラーゼ）の化学反応によって起こる発光現象で、多くの深海生物が持つ重要な特徴の一つである。深海魚も例外ではなく、大西洋北東部における調査では、500メートル以深に住む深海魚の7割、個体数にして9割以上が発光するとされる『深海の生物学』p.284。深海魚による生物発光には、発光バクテリアを体内に住まわせることによる共生発光と、自身が発光基質を作り出す自力発光とがある。発光器官の位置は眼の周囲、鰭や口ヒゲの末端、腹部、尾部、肛門周囲など様々で、数や形態とともに重要な分類形質として利用される。
共生発光 thumb|left|200px|ソコダラ科の一種 (Macrouridae sp.)。ソコダラ類は消化管とつながった発光器を持つ。 このタイプの発光を行うのは比較的少数の深海生物であり、遊泳性の深海魚ではチョウチンアンコウとニギス目の一部、底生性魚類ではソコダラ科・チゴダラ科の仲間が代表的である。このうちチョウチンアンコウ類を除く3グループの発光器は消化管から連続して発達しており、腸内細菌叢で維持された発光バクテリア（主に Photobacterium phosphoreum）が持続的に補給されていると見られる『深海の生物学』pp.287-289。発光器の数は少なく、通常1 - 2個である。
チョウチンアンコウ類の発光器官は擬餌状体に位置し、消化管とは連続していない。彼らの「提灯」を光らせる発光バクテリアがどこから来ているのかは不明である。ビブリオ属の細菌であることは判明しているものの、2001年時点で人工培養には成功していない。
自力発光 thumb|right|300px|オオクチホシエソ Malacosteus niger （ワニトカゲギス科）による赤色発光。紫外線励起によって赤く光る眼下発光器（s-o）と、白色光を発する眼後発光器（p-o）。両者はそれぞれ別個に明滅させることができる（下段）。 深海魚を含めた多くの深海生物は、自分自身で産生したルシフェリンを利用する自力発光を行う『深海の生物学』 pp.289-291。一般に発光器の数は多く、数百から数千に達することもある。発光器の開口部にレンズやフィルター状の構造を伴う場合もあり、光量や照射方向、発光色の調節に役立っている。
深海に届く光は緑や青の波長に限られるため、多くの深海魚の目は青い光だけを感知できるようになっているが、ワニトカゲギス科に属するホテイエソ亜科およびホウキボシエソ亜科の魚類には、例外的に赤い光を認識できるものがいる。彼らは発光器を覆う特殊なフィルターを使い、自身で赤い光を発することも可能である。獲物やほかの捕食者に認識できない赤色光を使うことは、捕食や繁殖を行ううえで有利に働くと思われる『深海の生物学』 pp.302-306。
発光の機能 カウンターイルミネーション