鲸鱼的种类不同，潜水时间也不同。有的鲸鱼8分钟就要上来呼吸一次，最长的不超过50分钟会上来呼吸。大部分鲸鱼栖息在浅海里面，少数几种鲸鱼栖息于淡水里面。

鲸鱼的身躯肥圆，整体形状类似桶状，从侧面看是流线形的。由于鲸鱼的头和身体直接连接在一起，所以不能在身体不动的情况下把头部扭转。鲸鱼的前肢化成了鳍状肢，内部还有趾骨残留，但是后肢完全退化，只剩1对小骨片，躯干后部为尾柄，尾末左右两端扩展形成水平的尾鳍，可以上下摆动，能够推动身体往前进，大多数的鲸鱼都长了背鳍，在脊背后方或者是背中央。

鲸鱼拥有着非常敏锐的声呐系统，可以利用回声定位的功能，发出一种声波信号进行觅食和通讯，而人类所发明的声呐就是通过鲸和海豚的声呐原理发明得来的。