Hồ sơ hóa thạch cho thấy những con cá voi đầu tiên sống cách đây khoảng 50 triệu năm, theo Encyclopedia Britannica. Cá voi nguyên thủy, thuộc phân loài đã tuyệt chủng Archaeoceti, có những đặc điểm chung với động vật có vú trên cạn và là tổ tiên về cá voi có răng và có răng ngày nay.
Cá voi sừng tấm sử dụng các tấm tấm sừng trong miệng của chúng để lọc sinh vật phù du và các động vật nhỏ khác khỏi vùng nước xung quanh. Cá voi tấm sừng hàm lớn nhất, cá voi xanh, là động vật nặng nhất trên Trái đất, nặng hơn 200 tấn. Cá voi có răng sử dụng những chiếc răng đơn giản để bắt cá, mực và các động vật khác. Cá nhà táng, loài cá voi có răng lớn nhất, ăn mực khổng lồ.