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。多数种类拥有肥厚的脂肪为身体保温。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，有锥形或其他形状的牙齿，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；拥有发达的听觉和声呐系统，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。