为了适应水下环境，鲸的前肢进化成鳍，后肢退化，产生水平尾鳍。当鼻孔移至头顶时，需要每隔一段时间将鼻孔露出水面，以替代氧气。没有耳廓，但是听力极好。鲸目动物的两个分支，须鲸和齿鲸，在3400万年前分化。
须鲸约有15种，无牙嘴，上颚有窗帘状角质须鲸，过滤磷虾和小鱼。因为体型巨大，它是世界上最大的动物。齿鲸大约有75种，它们的嘴里有很多牙齿，捕食鱼类和头足类动物。总体来说，体型比须鲸小，不同物种之间差距较大；拥有发达的声纳系统，主动时主要依靠回声定位功能；有些物种智商极高，甚至情绪复杂。
悖论
任何想进化成鲸鱼的陆地哺乳动物，都可以把摇尾巴的方向从水平变成垂直，甚至可能学会游泳和捕鱼。但尾巴上下摆动时，生殖器官会压在骨盆上。
这会降低他们的性冲动，很快让他们对繁衍失去兴趣——这显然不是一个有生存优势的改变方向。在极端情况下，这种摆动尾巴的新方式会压碎整个骨盆。这种摆尾方向的改变，无论如何都不会有任何生存优势。自然环境选择(自然选择)的压力会淘汰任何有类似摇尾巴方向变化的陆地哺乳动物。