El cap, enorme i de forma quadrangular, ocupa una tercera part de la longitud total del cos. El musell sobrepassa considerablement la mandíbula inferior, que és armada amb grans dents (de 40 a 54). L’espiracle és a la part superior i anterior del crani, una mica desviat cap a l’esquerra, de manera que el brollador de vapors condensats surt obliquament. Els catxalots manquen d’aleta dorsal, però tenen una filera de geps de magnitud decreixent en el darrer terç del dors. En una concavitat de la part superior del crani hi ha un òrgan compost de diverses cavitats delimitades per làmines conjuntives i plenes d’un teixit alveolar ric en oli, que en fred esdevé una matèria sòlida, blanca i untuosa, anomenada espermaceti; un catxalot en pot fornir fins a 5 tones. S'alimenten preferentment de cefalòpodes. La part posterior de l’intestí conté una substància coneguda pel nom d'ambre gris. Viuen principalment a les mars tropicals i subtropicals. Són polígams i viuen en moles de 20 a 100 individus, formades per un mascle conductor i per femelles i joves.
Els catxalots han estat intensament perseguits des del segle XVIII. Poden restar submergits més d’una hora i arribar a una gran profunditat (uns 900 m).