从生物学分类来看，鲸鱼属于哺乳纲，与我们人类、猫、狗等一样，具有哺乳动物的核心特征。
首先，它们通过胎生繁殖并哺育幼崽。 鱼大多通过产卵繁殖，卵在水中孵化。而鲸鱼是母体直接生下幼鲸，并且母鲸会分泌乳汁，用乳头喂养自己的孩子，这是哺乳动物最显著的特征之一。 其次，鲸鱼用肺呼吸空气。 鱼类依靠鳃在水中获取氧气。鲸鱼则需要定期浮出水面，通过头顶的喷水孔将肺里的废气排出，再吸入新鲜空气，然后才能潜回水下。我们看到鲸鱼喷出的“水柱”，其实就是它们呼吸时排出的废气遇冷凝结的水汽。 再次，鲸鱼是恒温动物。 鱼类是变温动物，它们的体温会随着周围水温的变化而变化。鲸鱼则拥有厚厚的脂肪层鲸脂来保持体温，论外界环境温度如何，它们的体温都能维持在一个相对稳定的范围内。 最后，鲸鱼的身体结构也与鱼类有本质区别。 例如，鲸鱼的骨骼结构更接近陆生哺乳动物，它们的前肢进化成了鳍状，但内部骨骼结构仍然保留着陆生动物四肢的特征。它们没有鱼类那样的鳞片，皮肤通常是光滑的。所以，尽管鲸鱼的外形和生活环境与鱼类相似，并且名字中带有“鱼”字，但从繁殖方式、呼吸方式、体温调节以及身体结构等多个关键方面来看，它们都全哺乳动物的定义，而不是鱼类。