一般的に「クジラ」「イルカ」「シャチ」は別々の生物として認識されがちですが、生物学的な分類ではすべて偶蹄目（鯨偶蹄目）ハクジラ亜目に属する同じグループの動物です。
分類ツリーを整理すると、以下の構造になります。
- クジラ目（鯨偶蹄目）
- ヒゲクジラ亜目（シロナガスクジラ、ザトウクジラなど：ヒゲでプランクトンを濾しとる）
- ハクジラ亜目（歯を持つグループ）
- マッコウクジラ科
- アカボウクジラ科
- マイルカ科（シャチ、バンドウイルカ、カマイルカ、ハナゴンドウなど）
- ネズミイルカ科（スナメリなど）
学術上、クジラとイルカを区別する厳密な境界線は存在しません。日本の水産庁や国際的な海洋生物分類の慣習として、成体の体長が「約4メートル以上をクジラ」「約4メートル未満をイルカ」と便宜上呼び分けているに過ぎません。
シャチは体長が6メートルを超えるため「クジラの大きさ」を持っていますが、骨格や内臓の構造、遺伝的系統は完全に「マイルカ科の特徴」を備えています。英語でもシャチは「Killer Whale（殺し屋クジラ）」と呼ばれる一方で、生物学的な正式名称は「Orca（オルカ）」、分類上は最大のイルカと定義されています。
