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系統，並可用額隆（頭頂前方的脂肪組織）進行回聲定位。它們的聽覺十分敏銳，甚至有些失明的齒鯨可以只靠聽覺存活。除恆河豚外的所有齒鯨均無盲腸。部分齒鯨極善潛水，如抹香鯨與柯氏喙鯨可下潛至 2000多米深的海域，憋氣一兩個小時。
鯨魚用肺呼吸，每隔4個小時就會游到海面上呼吸，是溫血動物，體溫大約為37℃，心跳每分鐘只有10次、。其幼崽由哺乳餵養，還有少許毛髮。一些種類可以潛到極深的深度，它們往往擁有厚重的脂肪層，或叫作鯨脂，能在冰冷的水中保持溫暖。
鯨的體形是梭狀的。它的前肢形成鰭，後肢完全退化，尾巴變成尾鰭，可以上下襬動，是游泳的主要器官。有些種類還有背鰭，用來平衡身體。肋骨有10～20對，胃分四個室，腎臟多為瘤狀。
特別值得矚目的是藍鯨。它是世界上現存的最大動物，體長可達30米，重達180噸。
鯨魚壽命一般為 40-90年，因物種而異。
鯨類擁有敏銳的聲吶系統，能利用回聲定位功能，發出聲波訊號覓食和通訊，人類發明的聲吶就是透過鯨和海豚的聲吶原理髮明的。鯨類依靠敏銳的聽覺在水下生存，但須鯨和齒鯨在聽覺能力上卻展現出巨大的差別。鬚鯨能接收到頻率低到人類難以察覺的次聲波，這使得它們可以遠距離溝通，而齒鯨的情況正好相反，它依賴超聲波，這種聲波的頻率太高以至於人類無法聽到。發表在 2017年 6月《當代生物學》雜誌的報告稱，研究人員從滅絕的早期鯨類化石中找到了證據，證明鯨類聽覺能力上的差異是進化為完全水生動物後才出現的；水陸兩棲的史前鯨類的聽覺系統，與它們的陸地近親更為相似，甚至是豬、河馬、駱駝等動物。
鯨對聲吶的使用頻率比海豚的低得多，作用距離也遠得多。海豚聲吶的靈敏度很高，能發現幾米以外直徑 0.2 mm的金屬絲和直徑 1 mm的尼龍繩，能區別開只相差 200 ps的兩個訊號，能發現幾百米外的魚群，能遮住眼睛在插滿竹竿的水池子中靈活迅速地穿行而不會碰到竹竿；海豚聲吶的“目標識別”能力很強，不但能識別不同的魚類，區分開黃銅、鋁、電木、塑膠等不同的物質材料，還能區分開自己發聲的回波和人們錄下它的聲音而重放的聲波；海豚聲吶的抗干擾能力也是驚人的，如果有噪聲干擾，它會提高叫聲的強度蓋過噪聲，以使自己的判斷不受影響。海豚聲吶還具有感情表達能力，已經證實海豚是一種有“語言”的動物，同類之間正是透過聲吶系
