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。鲸类的两大支系——须鲸和齿鲸，在3400万年前分化。须鲸现存约15种，口内无齿，上颌有帘幕般的角质鲸须，滤食磷虾、小鱼等；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。
鲸类每胎仅产1崽，生长期长，在人类侵害下1/4的种类濒临灭绝 。尽管国际捕鲸委员会自20世纪80年代起规定禁止商业捕鲸，但冰岛、挪威、俄罗斯、日本等国仍在大量猎杀鲸类。