วาฬสามารถจำแนกออกได้เป็น 2 กลุ่ม (อันดับย่อย) ใหญ่ ๆ ได้แก่

• วาฬบาลีน (Mysticeti): วาฬกลุ่มนี้มีลักษณะคือใช้แผ่นกระดูกเรียกว่า "บาลีน" มีลักษณะเป็นซี่คล้ายหวีกรองอาหารซึ่งได้แก่ แพลงก์ตอนต่าง ๆ จากน้ำทะเล วาฬที่อยู่ในกลุ่มนี้เป็นวาฬขนาดใหญ่เช่น วาฬสีน้ำเงิน ที่มีความยาวได้ถึง 80 ฟุต ซึ่งเป็นสัตว์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกเท่าที่เคยมีมาด้วย เป็นวาฬที่มีช่องหายใจ 2 ช่อง
• วาฬมีฟัน (Odonceti): ลักษณะโดยทั่วไปจะมีขนาดเล็กกว่าวาฬบาลีน รวมทั้งโลมาทุกชนิด, วาฬเพชฌฆาต และนาร์วาฬ เป็นวาฬที่มีช่องหายใจเพียงช่องเดียว เป็นวาฬที่เป็นสัตว์นักล่า ล่าสัตว์น้ำต่าง ๆ เป็นอาหาร ในวาฬเพชฌฆาตมีพฤติกรรมรวมฝูงกันล่าปลาขนาดใหญ่ อย่าง ฉลามขาว และแม้แต่วาฬด้วยกันหรือโลมาเป็นอาหารด้วย[1]