En rapport till FN:s havskonferens i New York visar att mer än 60 procent av havet inte har några regler eftersom det ligger utanför nationell jurisdiktion.
Det säger att det öppna havet hotas av klimatförändringar, överfiske, djuphavsbrytning, nedsmutsning av gårdar och plast.
Författarna säger att ett område – Bengalbukten – befinner sig vid en topppunkt som kan påverka de globala fiskbestånden.
Rapporten fick i uppdrag att informera delegaterna om utarbetandet av en FN-resolution om förvaltningen av det öppna havet.
Representanter i New York håller på att utarbeta en text som skulle kunna täcka allt från att upprätta marina skyddade områden till att fördela fördelarna med värdefulla biotekniska produkter som genereras från haven.
En av författarna till rapporten, Prof Alex Rogers från Oxford University, berättade för BBC News: Detta är mycket, mycket viktigt. Många stater strävar efter att utveckla industriell verksamhet i havet – fiske, djuphavsbrytning, förnybar energi... även vattenbruk offshore.
Det är verkligen viktigt att vi kommer fram till en internationell överenskommelse om hur man ska skydda eller hantera den biologiska mångfalden på öppet hav inför alla dessa påfrestningar.
FN fokuserar på tre områden:
Tillsammans kategoriseras de under en ny FN-akronym – BBNJ. Det är biologisk mångfald bortom nationell jurisdiktion.
Prof Rogers med rapporten är en genomgång av ny vetenskap under de senaste fem åren. Han säger att han inser hur lite som är känt om vissa viktiga havsprocesser, och nämner Bengaliska viken som en källa till stor oro.
Frågan där är kväve, som utför en positiv roll i gödsling alger på botten av näringskedjan, men kan också ha negativa effekter om det finns för mycket av det i vattnet.
För närvarande håller kvävegödsel i Bengalbukten på att rinna av jordbruksmark och överbefruktande alger. Detta i sin tur uppmuntrar bakterier, som fångar syre. Långsamt försvinner det marina livet i området.
Men Bengalbukten är nu på gränsen till att gå ett destruktivt steg mer.
Rapporten säger att om syrenivåerna minskar ytterligare som ett resultat av avrinning eller ökande vattentemperaturer, då kan hela havsbassängen vändas till en noll-oxygen status.
I en av Naturens paradoxer, skulle detta då leda till olika bakterier faktiskt ta bort kväve från vattnet.
Prof Rogers sa att det avnitrifierade vattnet då skulle föras bort av havsströmmar, och kraftigt minska havets produktivitet på annat håll.
Dr Greg Cowie från Edinburgh University berättade för BBC News att den växande döda zonen i Bengalbukten skulle få enorma lokala konsekvenser.
Man måste komma ihåg att det bor 400 miljoner människor runt kanten av viken. Det finns en halv miljon fiskare. Om situationen blir mycket värre kommer vi att få ett stort mänskligt problem, säger han.
Christiana Figueres, en före detta chefs klimatförhandlare, går med i en kampanj mot FN för en formell fördragsprocess för att skydda det fria havet.
Hon säger att ett friskt hav kan buffra planeten mot ett förändrat klimat genom att fortsätta att suga upp koldioxidutsläppen från luften.
Hon berättade för BBC News: "Som med atmosfären, det fria havet tillhör alla. Men de har också skadats av alla.  Vad som kan ses av vissa som tragedin av allmänningar kan också nu erkännas som en möjlighet för en radikal återhämtning av allmänningar.
Djuphavet är det största lagret av koldioxidutsläpp från mänskligheten, eftersom havscirkulationen drar in kol från atmosfären och små marina växter som kallas fytoplankton suger upp det.
Dessa äts sedan av djur som kallas zooplankton och deras kroppar sjunker till havsbottnen.
Oxfordforskarna säger att när haven är varma kan överflödet av fytoplankton falla. Detta kommer att påverka hela livsmedelsnätet, inklusive fiskbestånden och den takt med vilken koldioxid är låst på havsbottnen.
De säger också att höjda havstemperaturer har resulterat i stigande Vibriobacteria, som lever i varma hav och har förknippats med en global ökning av sjukdomar som kolera, gastroenterit, sårinfektioner och septikemi.
De upprepar de många senaste varningarna om ökande mängder av plaster stora och små, även om de säger att effekterna är ännu dåligt förstådda.
Deras rapport säger att effekterna av havsbrytning måste övervakas noggrant också.
Samtidigt har en tredje brittisk pubgrupp meddelat att den kommer att sluta använda plasthalm är ett litet bidrag till att minska havsplastavfall. Liberation Group, som är baserad i Västlandet och Kanalöarna, stöder Jerseys Straws Suck-kampanj.
Det följer en BBC News berättelse som belyser en vädjan om att plasthalm ska beskattas eftersom så många av dem blir blåsta i vattendrag.
Följ Roger på Twitter @rharrabin
Det finns ett trängande behov av nya regler för att skydda det öppna havet, har forskarna varnat för.