Weit nördlich des Äquators verläuft der Marianengraben direkt östlich der zu den mikronesischen Inseln gehörenden Inselkette der Marianen. Er liegt durchschnittlich rund 2000 Kilometer östlich der Philippinen, nördlich und südlich der marianischen Insel Guam. Mit seiner tiefsten Stelle von rund 11.000 Metern gilt der Graben als tiefstgelegener Meeresgrund der Erde. In Richtung Norden mündet diese halbkreisförmige Tiefseerinne in den Boningraben, an den sich weiter nördlich der Japangraben anschließt. Im Norden liegen das Marshallbecken, im Süden die Karolinen, im Südwesten der Yapgraben und im Westen – hinter den Marianen – das Philippinenbecken. Dort liegt der halbmondförmige Marianengraben etwa zwischen 12° und 25° nördlicher Breite sowie 142° und 147° östlicher Länge. Der Graben selbst hat eine Länge von etwa 2400 Kilometern.

Der Marianengraben ist Teil eines Systems, das aus dem West-Marianen-Rücken, dem Marianenbecken (Backarc-Becken), dem Marianen-Inselbogen, dem Marianen Forearc-Becken und dem Marianengraben (Subduktionszone) besteht. Der West-Marianen-Rücken ist der westliche Rand eines einstigen Inselbogens, bevor dieser sich spaltete. Die beiden Teile bewegen sich seitdem mit einer Geschwindigkeit von wenigen Zentimetern pro Jahr (seit einigen Millionen Jahren) voneinander weg, und dadurch entstand das heutige Marianenbecken. Auslöser für diesen Vorgang sind die beim Eintauchen des Ozeanbodens in das Erdinnere (wo der Marianengraben liegt) entstehenden Zugkräfte.

Der Marianengraben bildet den östlichen Teil der tief eingeschnittenen Nahtstelle von Philippinischer Platte im Westen und Pazifischer Platte im Osten. Hier subduziert eine ältere ozeanische Platte unter eine jüngere ozeanische Platte. Die Pazifische Platte, welche subduziert wird, ist im Bereich des Marianengrabens über hundertfünfzig Millionen Jahre alt und dementsprechend ist die Erdkruste dort seit ihrer Entstehung sehr schwer und dick geworden (beim Abkühlen nehmen sowohl die Dichte als auch die Dicke zu).

Das Witjastief 1 (auch Witjastiefe 1, Witjas-Tief(e) 1, Vitias-Tief(e) 1 oder Vitiaz-Tief(e) 1 genannt) ist die tiefste bekannte Stelle des Marianengrabens, des Pazifischen Ozeans (Pazifik) und der Weltmeere. Es wurde nach dem sowjetischen Forschungsschiff Witjas (Витязь) benannt, das im Jahr 1957 eine Tiefe von 11.034 m unter dem Meeresspiegel maß, die aber von keiner späteren Messung bestätigt wurde.

Inzwischen gibt es Zweifel am gemessenen Wert. Andere Tiefenmessungen ergaben Werte zwischen 10.900 m und 11.000 m. Die bisher neueste Messung ergab eine Tiefe von 10.994 m unter dem Meeresspiegel (±40m). Demnach wäre das Challengertief die tiefste bekannte Stelle der Weltmeere.

Das Challengertief ibefindet sich etwa 1.800 km östlich der Philippinen im südwestlichen Teil des Marianengrabens. Es liegt etwa 500 km südwestlich der Insel Guam, eine Insel der Marianen, die zu den mikronesischen Inseln gehört, etwa bei 12° nördlicher Breite und 143° östlicher Länge.