抹香鯨體長可達18米，體重超過50噸，是體型最大的齒鯨，頭部可占身體的1/3，無背鰭；潛水能力極強，是潛水最深，潛水時間最長的哺乳動物。抹香鯨雄性體長11-20米，雌性體長8.2-18米，成年體重25-45噸；出生時幼體長4米，體重達500千克。與身軀比較，抹香鯨的頭部顯得不成比例的重而大，具有動物界中最大的腦，而尾部卻顯得既輕又小，這使得抹香鯨的身軀好似一只大蝌蚪。成年雄鯨的頭部尤為突出，一般頭部占身軀全長的四至三分之一，外表大致呈方體。它的鼻孔就位于這個巨大的長方體頂部左前方的兩側。異常的是，抹香鯨雖有兩個鼻孔，但只有左側鼻孔暢通，用來呼吸，而右側的鼻孔則天生阻塞，這致使抹香鯨在浮出水面呼吸時，總是身軀偏右，水霧柱以約45°角向左前方噴出。抹香鯨的下頷短小且狹窄，似棒狀，長度要比頭部的上頷短，很不相稱，由側面觀看時不易分辨。它的下頜雖小但骨骼結實且強有力。下頜頜面上生有數顆圓錐體牙齒，環繞下頜20多厘米長。而抹香鯨的上頜則不生牙齒，只有被下頜牙齒刺出的一個個圓錐形的小洞。