Wieloryby można znaleźć we wszystkich oceanach świata, ale konkretne położenie zależy od gatunku wieloryba. Kaszalot można znaleźć we wszystkich oceanach świata, na przykład populacje męskie występujące głównie w równiku i regionach polarnych, a także młode wieloryby i samice położone głównie w regionach o klimacie umiarkowanym. Niebieskie wieloryby żyją u wybrzeży Kalifornii, migrując do Kostaryki i Meksyku.
Wieloryby to ciepłokrwiste ssaki, które muszą wdychać powietrze do płuc, aby przeżyć. Wieloryby są świadome, kiedy potrzebują zaczerpnąć powietrza i nie śpią głęboko przez długi czas, aby w razie potrzeby przełamać powierzchnię wody. Wieloryby wdychają przez ich otwory, które znajdują się na wierzchołkach ich głów, i które pozwalają im pozostać prawie całkowicie zanurzone w wodzie podczas oddychania. Krill jest podstawowym źródłem pożywienia dla wielu gatunków wielorybów, ale je również wiele pokarmów, w tym plankton, kalmary, ryby i inne ssaki morskie.
Wieloryby mają warstwę tłuszczu zwaną tłuszczem, która zapewnia izolację i pozwala im magazynować energię. Samice wieloryby rodzą jedno cielę na raz i mają okres ciąży trwający od 9 do 15 miesięcy i różnią się w zależności od każdego gatunku wieloryba. Wieloryby pielęgnują swoje cielęta przez około rok, co stanowi silną więź między matką a jej dzieckiem.