雖然鯨類的遠祖和鹿、羊一樣都是偶蹄動物,大小從狼到熊不等,但沒有人能確切解釋何以他們適應水中生活後體型有如此戲劇性的變化。我們可以推論這麼龐大的動物只能在海裡演化，因為大型陸棲動物必需有壯碩的四肢支持體重和方便走動，在海裡，因為水的浮力使得鯨類得以演化到如此龐大，但又輕巧得像特技演員。
藍鯨是世界上最大的動物，完全長成的成鯨曾有３３公尺（約比三部公車尾首相連稍長）重160公噸的紀錄（比最大的恐龍重２倍或至少２０隻亞洲象重），尾鰭兩端相距6公尺，心臟和一部小型車一樣大，舌頭可塞滿起居室，即使剛出生的仔鯨，也有７公尺長，2500公斤重。而大翅鯨是前肢最長的動物，胸鰭可達5公尺(佔身長1/3)，因此胸鰭伸展開的翼展可達12公尺。但並非每種都碩大無比，像港灣鼠海豚長約2公尺，重約60公斤。
鬚鯨的一般長度大於齒鯨（除了少數例外），但齒鯨腦與身長的比例則大於鬚鯨，以抹香鯨為例，雖幾乎只有藍鯨的一半，大他的腦卻大於藍鯨，約有８公斤重，至少比人腦重5倍。