O cachalote é o maior dos odontocetos, as baleias com dentes. A cabeça enorme e quadrada abriga o órgão do espermacete, estrutura envolvida na produção e na focalização dos cliques de ecolocalização. Esses cliques são extremamente potentes e permitem detectar presas em profundidades onde não chega luz alguma.
É um mergulhador extremo, capaz de descer a grandes profundidades e permanecer submerso por longos períodos em busca de lulas. O corpo tem adaptações fisiológicas para lidar com pressão e escassez de oxigênio, incluindo alta capacidade de armazenamento de oxigênio nos músculos. Marcas circulares na pele de muitos indivíduos são atribuídas a ventosas de lulas grandes.
A organização social é marcante: fêmeas e jovens formam grupos estáveis e cooperativos, enquanto machos adultos tendem a viver mais isolados e a migrar para águas frias. Cada grupo apresenta padrões próprios de cliques, comparados a dialetos, que ajudam pesquisadores a distinguir unidades sociais no oceano.