抹香鲸体长可达18米，体重超过50吨，是体型最大的齿鲸，头部可占身体的1/3，无背鳍；潜水能力极强，是潜水最深，潜水时间最长的哺乳动物。抹香鲸雄性体长11-20米，雌性体长8.2-18米，成年体重25-45吨；出生时幼体长4米，体重达500千克。与身躯比较，抹香鲸的头部显得不成比例的重而大，具有动物界中最大的脑，而尾部却显得既轻又小，这使得抹香鲸的身躯好似一只大蝌蚪。成年雄鲸的头部尤为突出，一般头部占身躯全长的四至三分之一，外表大致呈方体。它的鼻孔就位于这个巨大的长方体顶部左前方的两侧。异常的是，抹香鲸虽有两个鼻孔，但只有左侧鼻孔畅通，用来呼吸，而右侧的鼻孔则天生阻塞，这致使抹香鲸在浮出水面呼吸时，总是身躯偏右，水雾柱以约45°角向左前方喷出。抹香鲸的下颔短小且狭窄，似棒状，长度要比头部的上颔短，很不相称，由侧面观看时不易分辨。它的下颌虽小但骨骼结实且强有力。下颌颌面上生有数颗圆锥体牙齿，环绕下颌20多厘米长。而抹香鲸的上颌则不生牙齿，只有被下颌牙齿刺出的一个个圆锥形的小洞。