座头鲸是海洋中的巨型生物，体型庞大且具有显著的性别差异。成年雄性座头鲸的平均体长约为12.9米，而雌性平均体长可达13.7米。记录中最长的雌性座头鲸体长达到18米，体重超过30吨。它们的身体短而宽，腹部具有明显的褶沟，鳍肢上方和尾鳍腹面为白色，边缘黑色。

座头鲸的头部相对较小，吻部宽阔，嘴边有20至30个肿瘤状突起，每个突起上长有一根毛发。它们的胸鳍特别长，占身体的三分之一，是所有鲸类中最长的。这种体型使座头鲸能够在海洋中灵活游动，同时储存足够的能量进行长途迁徙。