1、体型为纺锤形或流线型。分属半水生生物和全水生生物。前者如海獭和北极熊，似陆上兽类；后者如鲸类和海牛类，似鱼。
2、用肺呼吸。海洋哺乳动物是由陆上动物演化而来，依然保持着用肺呼吸的方式，每隔一段时间便浮出水面换气。它们不但善于游泳，还善于潜水。
3、海洋哺乳动物分布很广，南、北两极尤多。为保持体温，防止体热过多的散失，它们都有很好的保护层：鲸类具有很厚的皮下脂肪，鳍脚类具有很好的毛皮。
4、多数1年1胎、1胎多仔，有的3年1胎。哺乳期半年至一年，初生仔较大，幼兽随母兽时间较长。
