Tenen el cos afusat, amb les extremitats anteriors transformades en aletes, les posteriors, absents o vestigials, i la cua, transformada en una aleta caudal, ampla, desproveïda d’esquelet i situada en un pla horitzontal; té una funció propulsora. Alguns tenen una aleta dorsal. La pell, sota la qual hi ha un espès estrat adipós amb funció d’aïllant tèrmic, és llisa i molt rarament presenta pilositat; hi manquen les glàndules tegumentàries.
La massa facial és enorme, la caixa craniana és situada cap endarrere, i els narius, en nombre d’un o dos, s’obren al cim del cap; reben el nom d'espiracle. La boca no intervé en la funció respiratòria; els cetacis aspiren i expiren l’aire exclusivament per l’espiracle, que es tanca quan l’animal se submergeix mitjançant un dispositiu muscular.
El coll no es distingeix exteriorment.
L’anus s’obre en el ventre, a la base de la cua, i en les femelles les mamelles ocupen una posició inguinal.
L’estómac és format per tres cavitats comunicades entre elles, de gran capacitat, especialment en les balenes.
Els pulmons, no gaire grossos, ocupen una posició dorsal, la qual cosa fa que el centre de gravetat de l’animal baixi i la posició d’equilibri sigui facilitada.
Animals de l’ordre dels cetacis
©
El cor és molt gros i batega lentament.
Tots els cetacis neden a força velocitat i es poden submergir i mantenir llargament sota l’aigua sense renovar l’aire dels pulmons; això els és possible gràcies a la gran quantitat d’eritròcits que tenen (una mitjana de 9.000.000 per mm3) i al règim d’economia d’oxigen que l’animal observa en submergir-se.
En general viuen en grups, la composició social dels quals, així com llur nombre d’exemplars, varia segons les espècies. Habiten les mars fredes i temperades i s’alimenten abundantment; són carnívors. Efectuen migracions estacionals relacionades amb la reproducció.