北大西洋深层水演化（evolution of North Atlantic Deep Water），理学-海洋学-海洋地质学-海洋地层学-海洋演化-大洋环流演化，受到海洋通道开闭以及北大西洋海水温盐变化控制的过程。是影响新生代气候变化的重要因素之一。现代北大西洋深层水是形成于北大西洋1500～4000米深度的低温、低营养物、高密度、高盐度和高溶解氧的深水水团。朝向大气的热损失和冷北极水的混合在内的几个过程增加了格陵兰、冰岛和挪威海（北欧海）区域的表层水密度，这导致了热对流下沉，最终形成了向南流动的北大西洋深层水。北大西洋深层水可分为上部北大西洋深层水和底部北大西洋深层水。上部北大西洋深层水位于西北大西洋，主要由来源于拉布拉多海的海水和亚北极模态水组成；底部北大西洋深层水由来自冰岛-苏格兰盆地和伊尔明厄盆地的深水以及拉布拉多海的海水和亚北极模态水混合而成。北大西洋深层水在新生代早期（约5500万年前），大洋深层水主要形成于南大洋。直到渐新世早期（约3300万年前），格陵兰-苏格兰海岭的构造运动将格陵兰-挪威海从北大西洋分离，北欧海表层水下沉，北大西洋深层水初步形成。