约 150－650 千克。颈部关节显示牠们非常灵活，能转动头部超过 90°。加上牠像海象的阔吻，显示牠们是以猎食底栖生物维生，利用有力的舌头来吸啜及吃软体动物。海象鲸的吻突宽而短，与现今鲸豚不同。鼻孔位于头颅前端，并没有像现存的鲸豚那样形成头顶上的喷气孔。上颚呈拱形，不具有牙齿。眼窝位于颅骨两侧靠近颅顶处，这点也和现存的海豚不同。祕鲁海象鲸（"O. peruvianus"）与细齿海象鲸（"O. leptodon"）最大的差异在于：细齿海象鲸的颅骨上可以观察到有前颚骨气囊的凹陷，这表示细齿海象鲸可能有额隆