鲸鱼没有鳃，鲸鱼属于哺乳动物，靠肺部来呼吸。为适应水下环境，鲸类的前肢进化为鳍，后肢退化，并生出水平的尾鳍。鼻孔移生至头顶，须每隔一段时间将鼻孔露出水面置换氧气。无耳廓，但听力极佳。

鲸鱼普遍体型巨大，是世界上最大的一类动物。齿鲸现存约75种，口中多有利齿，捕食鱼类、头足类等；总体上体型较须鲸小，且不同种类间差距较大；拥有发达的声呐系统，活动时主要依靠回声定位功能；部分种类智商极高，甚至具备复杂的情感。