לווייתנאים
אנטומיה ומראה > מראה חיצוני של הלווייתן

גופם דמוי הפלך של הלווייתנאים מזכיר בצורתו החיצונית את גופם של הדגים, וזאת על אף שאין קרבה ישירה בין הלווייתנאים – יונקים הומיאותרמיים - לבין הדגים, שהם בעלי חיים הטרותרמיים. דמיון זה בצורת הגוף מקורו באבולוציה מתכנסת: כיוון שגם הדגים וגם הלווייתנאים חיים בסביבת-מחיה זהה, לחצים אבולוציוניים הקשורים בשחייה יעילה וחסכונית הביאו לכך שגופם התפתח בצורה דומה פחות או יותר. כך, רגליהם הקדמיות של הלווייתנאים השתנו בהדרגה לסנפירים; רגליהם האחוריות נעלמו ונותר להן זכר רק כאיברים שרידיים מנוונים; בזנב התפתח סנפיר זנב מאוזן המחולק לשתי אוּנוֹת, שהפך לאיבר התנועה הראשי במים; חוש הריח שלהם אבד או שאינו מפותח היות שאין בו צורך במים; שיער גופם נעלם (למעט זיפים בודדים אצל דולפין האמזונאס); עורם חסר בלוטות, למעט בלוטות חלב שמפרישות חומר המשמן את העור ומקטין את החיכוך עם המים; שכבת שומן עבה מפרידה בין גופם לבין המים הקרים; התפתחו אצלם שסתומים המאפשרים סגירה הרמטית של פתחי הנשימה בעת צלילה; אפרכסות האוזניים התנוונו והעיניים קטנות יחסית ואינן בולטות; ועוד. למרבית מיני הלווייתנאים ישנו גם סנפיר גבי, שצורתו שונה בין המינים השונים.
צורת הגוף והסנפירים של הלווייתנאים מסייעת להם לנוע במים בצורה קלה. אצל כל מיני הלווייתנאים, הרגליים האחוריות והאגן מנוונים מאוד. רגליים אחוריות, בדומה לשיער או אפרכסות אוזניים, היו מפריעות ללווייתנאים לנוע בצורה חלקה במים עקב הגדלת חיכוך וערבול. גם איברי המין של הזכר והפטמות של הנקבה חבויים בתוך כיסי עור. במרבית המקרים, הצד העליון של גופם של הלווייתנאים אפור, כחלחל או שחור ואילו הגחון בהיר יותר. ישנם גם יוצאי דופן, דוגמת הלבנתן, שזכה לשמו מפני שכל גופו לבן. ראשם של כל הלווייתנאים גדול יחסית לגופם; הראש גדול במיוחד אצל לווייתני מזיפות, שהלסת שלהם גדולה במיוחד, אולם הלווייתן בעל הראש הגדול ביותר ביחס לגופו הוא דווקא ראשתן גדול-ראש המשתייך ללווייתני השיניים, שראשו מגיע לכשליש מאורך גופו.
במקום נחיריים בקדמת החרטום יש ללווייתנאים פתח נשימה בחלק העליון של ראשם. אצל לווייתני השיניים יש פתח נשימה יחיד, ואצל לווייתני המזיפות פתח כפול. פתחי הנשימה נדדו במהלך האבולוציה לחלק העליון של הראש, וכך הלווייתנאים יכולים לעלות ולנשום אוויר תוך כדי שחייה, כאשר גופם וראשם נשארים בתוך המים. כאשר הם שבים מצלילה, הלווייתנאים מזרימים דרך פתח הנשיפה סילון אוויר דל בחמצן ועשיר בפחמן דו-חמצני (תוצר של תהליך הנשימה), אשר במינים גדולים נראה למרחוק. סילון זה מכיל גם אדי מים המתעבים במעבר מטמפרטורת הגוף החמה לאוויר הקר. מיני הלווייתנים השונים נושפים סילונים אלו בצורות שונות מעט, ולכן ניתן לעיתים להסתמך על מאפייני הסילון כדי לזהות מרחוק את מין הלווייתן. בחלק הקדמי של ראשם של לווייתני השיניים מצוי איבר אליפטי בשם מלון המכיל חומר שמנוני המסייע ללווייתנאים בריכוז אלומות גלי הקול שהם פולטים. אצל ראשתן גדול-הראש איבר זה גדול במיוחד, ומכיל חומר יקר-ערך הקרוי סְפֶּרְמָצֶטִי (מילולית "זרע הלווייתן").
מספר השיניים של לווייתני השיניים משתנה בין מין למין, החל מבני משפחת לווייתני המקור, שלזכרים שבהם שתי שיניים בלבד (לנקבות אין שיניים כלל), ועד הדולפיניים שלהם עשרות שיניים בכל חצי לסת, הדומות מאוד זו לזו. לחדשן חט מוארך העשוי להגיע לאורך של שלושה מטרים, ולעיתים מסווג אף הוא כשן. לווייתני מזיפות הם חסרי שיניים, ובמקום זאת פיהם הגדול מכיל שורה של מזיפות קרניות דמויות שיער המסננות את הפלנקטון מהמים. מתחת לעורם של הלווייתנאים רקמה עבה הספוגה בשומן; במינים מסוימים, עובייה של שכבה זו יכול להגיע לחצי מטר. לשכבה זו שלושה תפקידים: בידוד גוף הלווייתן מהמים הקרים, הענקת צורה הידרודינמית שמקלה על התנועה במים, ושימוש כמאגר אנרגטי בפרקי זמן שבהם אספקת המזון דלה. באופן טבעי, עורם של רוב הלווייתנאים חלק (כדי לאפשר תנועה חלקה במים), אולם על גופם של לווייתנאים רבים – ובייחוד לווייתני מזיפות גדולים – חיים טפילים, כגון בלוטי ים וכיני לווייתנים, הגורמים לעור להיראות מחוספס או גבשושי. יוצא דופן בעניין זה הוא ראשתן גדול-הראש, שעורו גבשושי באופן טבעי.