Los cetáceos son un grupo de unas 80 especies de mamíferos que ha evolucionado para adaptarse a la vida en el mar. Existen dos órdenes de cetáceos, que a pesar de sus características comunes, evolucionaron de forma independiente a partir de animales terrestres. Así los odontocetos (delfines y otros cetáceos con dientes) evolucionaron a partir de un animal carnívoro parecido a una comadreja u oso, mientras que los misticetos (ballenas y rorcuales) evolucionaron a partir de un mamífero similar a un cerdo o vaca. Aunque no comparten filogenia al haber evolucionado a partir de ramas distintas, las adaptaciones de estos mamíferos a la vida acuática convergen en estos dos grupos taxonómicos (odontocetos y misticetos), con cuerpos fusiformes, extremidades en forma de aletas y grandes reservas de grasa corporal para evitar la hipotermia entre otras adaptaciones morfológicas y fisiológicas.

Los cetáceos, al contrario que otros mamíferos marinos como los manatíes, las focas o los osos polares, no abandonan nunca la vida marina y por ello tienen una serie de características únicas. Por ejemplo, las fosas nasales se encuentran desplazadas sobre la zona dorsal en forma de dos orificios (en los misticetos) o un único orificio (en los odontocetos) que se denomina espiráculo para facilitar la respiración cuando los cetáceos emergen. Los cetáceos, como mamíferos que son, respiran mediante pulmones y aunque tienen una capacidad de buceo única entre los mamíferos, necesitan emerger a la superficie para respirar después de cada buceo. Por lo general la capacidad de buceo se relaciona con el tamaño corporal, por lo que los cetáceos más grandes (rorcuales, ballenas, cachalotes…) son capaces de realizar inmersiones más profundas y/o de mayor duración. La excepción a esta regla se da en el caso de los zifios, que son buceadores extremos a pesar de tener un tamaño menor. Por lo general, las inmersiones de los cetáceos se alternan con periodos de descanso en superficie. Los comportamientos sociales se realizan, principalmente, en aguas superficiales.

[Informe] Cetáceos: los mamíferos más salaos

Los cetáceos son animales esencialmente sociales. Los odontocetos suelen moverse en grupos sociales genéticamente relacionados de al menos 10 individuos, mientras que los misticetos aunque a menudo solitarios durante sus migraciones, forman grandes grupos en las zonas de alimentación y reproducción. Otro rasgo común de los cetáceos es la gran inversión de tiempo y energía que los progenitores realizan en cada una de sus crías. De hecho, algunas especies sólo se reproducen una vez cada 2-5 años, la madre amamanta a la cría durante uno o dos años y supervisa su desarrollo en el grupo social durante años hasta que llega a su madurez sexual. Por ello, estas especies son particularmente vulnerables a cambios ambientales y tienen un papel fundamental como indicadores de los efectos del cambio climático en los océanos.

En general, los cetáceos apenas cuentan con depredadores naturales, excluyendo al hombre, por lo que se pueden considerar como depredadores apicales. Por esta razón, tienen un papel fundamental en el ecosistema como reguladores de la estructura de la red trófica. Sin embargo, en ecosistemas alterados con importante actividad pesquera la situación puede revertirse debido a la sobreexplotación de recursos. Los cetáceos pueden llegar a competir con la pesca por sus presas naturales, con consecuencias a nivel de comportamiento o repercusiones en su tamaño poblacional.

Otra de las características comunes a las especies de cetáceos es que aprovechan la gran capacidad del medio marino (acuoso) para la transmisión del sonido para emitir vocalizaciones que les sirven para orientarse y comunicarse a larga distancia. Las vocalizaciones de estos animales, con un fuerte componente social, pueden variar en frecuencia y duración entre poblaciones de la misma especie, así pueden utilizarse para identificar el área de distribución de las poblaciones. Por lo general, los misticetos vocalizan a frecuencias más bajas que los odontocetos lo que permite que sus vocalizaciones tengan mucho mayor alcance, ya que las frecuencias bajas se atenúan menos viajando a través del agua. Esto hace que los misticetos, a menudo animales que realizan grandes migraciones en solitario, puedan comunicarse con otros individuos de su especie a varios kilómetros. Los odontocetos además, utilizan las vocalizaciones para encontrar y capturar a sus presas bajo el agua. Esta capacidad de ecolocalización se la proporciona el melón, un órgano de naturaleza lipídica que se encuentra en la frente de la mayoría de las especies. Este órgano les permite emitir una serie de chasquidos de alta frecuencia a intervalos regulares de tiempo que se convierte en un zumbido cuando se aproximan a la presa. Estos sonidos rebotan sobre la presa y son registrados de vuelta por el cetáceo, lo que les permite localizar a sus presas con precisión.

En cuanto a su distribución, las especies de cetáceos suelen tener presencia en varios océanos abarcando distintas zonas climáticas. Sin embargo, hay dos patrones diferenciados en cuanto a la movilidad de sus poblaciones: en algunas especies las poblaciones pueden estar muy localizadas con una alta fidelidad por zonas geográficas limiatadas (por ejemplo, el delfín mular en las Islas Baleares), mientras que en otras especies, principalmente los grandes ballenas y rorcuales, a menudo denominadas grandes migradores, las poblaciones se mueven a lo largo de gran parte de su área de distribución, realizando larguísimas migraciones estacionales entre sus zonas de alimentación (en aguas frías y muy productivas) y reproducción (en aguas cálidas).