须鲸类的鲸鱼有四个胃，齿鲸类一般也有四个胃，初氏喙鲸有十五个胃。鲸鱼的第一个胃最接近食道，是由食道变化而来，并不分泌消化液，胃壁筋肉发达富弹性，第一个胃是最大的一个胃。
第一个胃是食物暂且储存的「仓库」第二、三个胃是胃液及各种分解酵素分泌的地方，第二个胃是分泌盐酸，胃蛋白每等。
第三个胃是分泌黏液，并有幽门腺(第三胃有很多幽门)，第四个胃是十二指肠前半变化而来，把大量的食物慢慢消化的地方，食物经过第四胃后，最后才到达肠子里去。
鲸类身躯肥圆，略呈桶状，侧看呈流线形。多数种类颈椎愈合，头与身体直接相连，无法在身体不动的情况下扭转头部。前肢特化为鳍状肢，内部仍有趾骨残留。后肢完全退化，仅存1对小骨片。躯干后部为尾柄，尾末左右两端扩展形成水平的尾鳍，可上下摇摆，推动身体前进。多数鲸类长有背鳍，立于脊背后方或背中央。眼小，无瞬膜和泪腺，视力较差。无耳廓，仅有微小的耳孔，但在水中和空气中均有良好的听力。
鲸类外鼻孔位于头顶，俗称喷气孔。用肺呼吸，肺左右各1叶。胃分3室。除淡水豚外的鲸类都有1层丰厚的脂肪，借此保温、减少身体比重和增加浮力，有助于游泳和出水换气。气管和食管完全分离，因而不能用嘴呼吸。
