鲸鱼都是哺乳动物。鲸鱼具有哺乳动物的典型特征,首先是繁殖方式,鲸鱼是胎生动物,母鲸在体内孕育幼鲸,怀孕期因种类不同而有所差异,一般为几个月到一年多不等。
其次,鲸鱼用肺呼吸,它们需要定期浮出水面,通过头顶的呼吸孔吸入空气,然后在水下将空气储存于肺部进行气体交换,这与鱼类用鳃呼吸的方式有很大区别。

再者,鲸鱼的幼崽出生后,母鲸会通过乳腺分泌乳汁来喂养幼崽。乳汁富含营养,能够满足幼鲸快速生长发育的需求。这些特征都明确地表明鲸鱼属于哺乳动物,尽管它们生活在水中,外形也与大多数陆地哺乳动物不同,但在生物学分类上,鲸鱼是彻彻底底的哺乳动物。