现代南极底层水（Antarctic bottom water，AABW）是位于南极大陆附近海底的一层低温、高盐、高密度，富含溶解氧气、二氧化碳和营养物的水团。狭义的南极底层水仅指局限于环南极盆地，在与其他水体混合前根本没从南极扩展出来。南极底层水形成于南极大陆架，由冷的高密度南极陆架水和暖的轻密度环极水混合下沉到深部而成。而广义的南极底层水也称为南极底流，包括狭义的南极底层水流出南极后与其他水体混合而成的南源底层水（Southern-sourced bottom water），能从南极环极流的北缘深部扩散到主要的洋盆，影响可达大西洋的北纬40°和太平洋的北纬50°。

南极底层水始新世中期南极洲周边冷水下沉形成南极底层水雏形（proto-AABW），随后proto-AABW在3100万～3200万年、3440万～3500万年以及3700万～3800万年期间加强变厚并影响上覆暖咸水体，将其向低纬度推移。渐新世早期南极环极流的形成隔绝了热量向南极传送，这一过程促进了渐新世南极冰盖发育，于是冰盖下冷的高密度南极陆架水和暖的轻密度环极水混合下沉到深部正式形成AABW。由于密度较高，AABW难以穿过德雷克海峡成为环流。这些高密度的AABW水体主要限制在深的环南极盆地。威德尔海和罗斯海是AABW的主要来源。

在始新世/渐新世之交，AABW并没有输入太平洋。在约3800万～1700万年期间，AABW才开始进入太平洋深部。在中新世中期（约2000万～1600万年），由于南极东部冰盖的形成和印尼通道的关闭，AABW对太平洋的影响一度终止。约1700万年以来，南极冰雪圈的扩张使AABW的生产速率以及对其他大洋的影响加强，以致全球深部大洋温度降低。

第四纪以来，AABW的演化与冰期间冰期气候旋回相关。一般来说，AABW在冰期早期达到最强，加上期间北大西洋深层水变浅形成北大西洋中层水，冰期时大洋深部被AABW占据。在间冰期，随着南极冰盖消融，AABW强度开始下降。另外在千年尺度冷事件中，AABW随着大西洋经向翻转环流的停止而加强，并可能促进南极变暖以及期间大气CO₂分压上升。