深湖亚相可分为半深湖相和深湖相两部分，半深湖亚相泥岩颜色的暗度和岩性纯度稍差，可见少量底栖生物和少量粉砂夹层。半深湖相和深湖相常难以区分，通常将两者合并称为深湖和半深湖相或深湖亚相。深湖亚相形成于缺氧的还原环境，岩性以灰黑色、深灰色、灰褐色泥页岩为特征，常见油页岩、薄层泥灰岩或白云岩夹层，发育水平层理及细波状层理。因长期稳定持续下沉，沉积中心与沉降中心吻合的大型湖盆中深湖亚相沉积厚度大、分布广，有的厚度可达数千米，面积超过整个湖盆的60%。半深湖亚相或深湖亚相常发育浊流沉积砂体，可构成岩性圈闭，为油气聚集提供场所。但有些气候干旱、面积小的内陆湖盆，甚至缺少深湖亚相。岩性横向分布稳定，垂向上常具连续的完整韵律，沉积厚度大；化石较丰富，保存较好，以浮游生物为主，底栖生物不发育；可见菱铁矿和黄铁矿等自生矿物。