Baleias e golfinhos são classificados como mamíferos porque compartilham várias características com outros mamíferos, incluindo:
Baleias e golfinhos são endotérmicos, capazes de gerar seu próprio calor corporal para manter temperatura interna constante, independentemente do ambiente externo.
Fêmeas de baleias e golfinhos possuem glândulas mamárias que produzem leite para nutrir seus filhotes. Amamentam suas crias como outras espécies mamíferas.
Embora sejam praticamente sem pelos, ainda têm alguns pelos durante o desenvolvimento embrionário. Algumas espécies, como a baleia-da-groenlândia, têm algumas cerdas ao redor da boca.
Baleias e golfinhos têm estrutura de orelha média com três pequenos ossos: martelo, bigorna e estribo. Essa configuração auxilia na transmissão do som e é encontrada em todos os mamíferos.
Baleias e golfinhos, como outros mamíferos, possuem coração com quatro câmaras: dois átrios e dois ventrículos.
Baleias e golfinhos respiram ar usando pulmões, precisando subir periodicamente à superfície para respirar. Essa dependência do ar os distingue de peixes e outros organismos aquáticos.
Baleias e golfinhos têm neocórtex bem desenvolvido, região cerebral associada a funções cognitivas superiores como aprendizado, memória e resolução de problemas.
Baleias e golfinhos dão à luz filhotes vivos (viviparidade) e fornecem amplo cuidado parental e nutrição à prole.
Dadas essas características compartilhadas, apesar de seu estilo de vida aquático, baleias e golfinhos são corretamente classificados como mamíferos. Pertencem à ordem Cetácea, que inclui baleias, golfinhos e botos.