类恐龙。身体粗壮，尾巴较短。嵴椎没有空腔，无法减轻体重。后期鲸龙科的身体、颈部、尾巴比例有大幅不同，头骨与牙齿也有不同。在过去分类历史，许多无法归类、亲缘关系薄弱的原始蜥脚类恐龙大多被归类于鲸龙科。鲸龙科是个并系群，部分物种演化成梁龙科、腕龙科、泰坦巨龙类…等其他蜥脚类恐龙，继续存活到侏儸纪晚期与白垩纪。2012年有研究人员提出不同意见，认为鲸龙科是个单系群。至少有一个研究提出马门溪龙科其实是鲸龙科的一个分支，而将牠们归类为马门溪龙亚科（Mamenchisaurinae）。