抹香鲸具有高度智慧，其大脑重量可达8公斤，脑化指数仅次于人类。群体间存在复杂社会结构，包括母系家族和临时联盟，通过声音交流传递信息。其声呐系统可探测数公里外物体，甚至绘制海底地图。抹香鲸能使用工具，如用海藻包裹身体防寄生虫，或用尾巴拍打水面驱赶猎物。部分个体表现出文化传承，如特定群体的捕猎技巧。其认知能力接近灵长类，但研究受限于深海环境，许多行为尚未完全解析。