Os machos atingem cerca de 20m e as fêmeas até 17m, sendo normalmente bem menores, até cerca de 12m. O peso máximo já registrado para um macho é e 38ton.

É uma espécie de características inconfundíveis: a cabeça é muito grande e retangular, a mandíbula é pequena em relação ao tamanho da cabeça, e porta poderosos dentes.

As nadadeiras são relativamente pequenas em contraste com a cauda, grande e poderosa. A coloração geral é cinza-escuro, quase negro, com áreas brancas junto à boca e esparsamente distribuídas nas regiões umbilical e anal.

Os cachalotes são polígamos com uma estrutura social extremamente complexa. Após o acasalamento segue-se uma gestação de 14-16 meses e o baleote nasce com quase 5m, sendo amamentado por cerca de 1 ano.

A maturidade sexual dos cachalotes é atingida aos 9 anos. O tempo total de vida de um cachalote é estimado como sendo em torno de 70 anos.

Sua alimentação principal são as lulas gigantes dos gêneros Architeutis e Moroteuthis. Para encontrar esses enormes cefalópodes, que podem chegar a 18m de tamanho total (cabeça e tentáculos), os cachalotes mergulham a profundidades surpreendentes. Há um registro de mergulho de um macho a 2250m de profundidade. Além das lulas gigantes, os cachalotes alimentam-se também de peixes de variado porte.

Possuem um cérebro grande e altamente desenvolvido, além de uma linguagem bastante complexa. Estão entre os cetáceos mais evoluídos do ponto de vista neurológico.

A distribuição desta espécie abrange todos os oceanos.

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