Синий кит является типичным представителем усатых китов, питающихся планктоном. Он обладает хорошо развитым цедильным аппаратом, образованным пластинами китового уса. Синий кит питается в основном крилем, реже более крупными рачками, мелкой рыбой и головоногими. У синего кита на горле имеются складки, которые позволяют ему раскрывать эту часть тела как сумку и создавать дополнительный объем. Кит делает огромный глоток воды и фильтрует ее, прижимая языком и сжимая горло. Пища застревает в китовом усе, когда через него проходит вода. Считается, что синий кит может съедать 4 тонны криля в день.
Синий кит преимущественно одиночное животное, хотя иногда синие киты и образуют немногочисленные группы, состоящие из 2—3 голов. Лишь в местах с особо обильным кормом они могут образовывать более крупные скопления. Синие киты являются одними из самых громких животных на Земле. Ритмические импульсы и глубокие стоны этих китов настолько громкие, что теоретически они могут пересечь половину океана, но частота этих криков настолько низкая, что они абсолютно неслышимые для человеческого уха. Известно, что усилившийся в последнее время антропогенный шум в океане представляет проблему для морских млекопитающих и, в частности, синих китов. Некоторые исследования показывают, что шум во время разведки подводной газа и нефти и шум торгового судоходства снижают дальность распространения китовых криков примерно на 90 процентов. С учетом низкой численности, фактор шумового загрязнения считают серьезной угрозой этому виду.
Характерная изогнутость линии рта объясняется еще и тем, что на верхней челюсти гренландских китов размещается цедильный аппарат, представленный роговыми пластинами китового уса. От 360 до 800 роговых пластинок, расположенных поперёк дёсен с интервалами 0,3—1,2 см. Внутренний край и вершина каждой пластины китового уса расщеплены на щетинки, образующие подобие густого сита, или фильтра. Осевшие на бахроме мелкие организмы затем проталкиваются языком в глотку. Гренландские киты имеют эластичные и высокие пластины (до 4,5 м) с тонкой волосовидной бахромой. Это связано с тем, что основу питания гренландских китов составляют мелкие планктонные ракообразные (главным образом калянусы) длиной 3–4 мм, образующие в летние месяцы в арктических морях громадные концентрации в верхних горизонтах моря. В некоторых местах ареала гренландских китов большое значение в их питании имеет один из мелких крылоногих моллюсков.
Весной гренландские киты мигрируют на север, осенью — на юг, отступая ото льда. Несмотря на пристрастие к полярным широтам, оказываться среди льдов эти киты не любят. Однако, иногда они вынуждены прокладывать себе дорогу прямо во льдах, раскалывая льдины. Известны случаи, когда полярный кит ломал льдину толщиной в 22 см. Во время миграции гренландские киты зачастую выстраиваются наподобие перевёрнутой буквы «V», что облегчает им охоту.
Ныряет на глубину до 200 м и может оставаться под водой до 40 минут. Средняя скорость — около 20 км/ч. Всплывая, в течение 1-3 минут "выдыхает" до 12 раздвоенных фонтанов, а затем опять ныряет на 5-10 минут. Самки приносят одного детеныша раз в 3-6 лет. Обитает в арктических водах тремя локальными стадами: у острова Шпицберген в Баренцевом море, у западного побережья Гренландии, на севере Тихого океана в Беринговом, Чукотском, Охотском морях и в море Бофорта.
Длина тела взрослых серых китов: у самок 12–15 м, у самцов 11–14,6 м. Масса — 15–35 т. Голова короткая, около 20 % длины тела, сжатая с боков. В области шеи заметен перехват. Спинного плавника нет; на его месте находится небольшой горб, позади которого по верхнему краю хвостового стебля тянется ряд (6–14) меньших бугорков. Брюхо гладкое, без кожных складок, но на горле проходят 2–4 борозды глубиной до 5 см. Они начинаются за нижней челюстью и достигают в длину 2 м. Между ними могут иметься более мелкие складки. Во время кормёжки складки, растягиваясь, увеличивают ротовую полость. Грудные плавники 4-палые, короткие и довольно широкие. Между лопастями хвостового плавника расположена глубокая выемка.
Серые киты распространены повсеместно, их можно встретить как в северных, так и в тропических водах. Это типичные прибрежные обитатели, частые гости в мелководных областях у берега. Серый кит уникален тем, что может обсыхать во время отлива без ущерба для себя, а дальше уплывать в приливных водах.
Также это единственный вид китов, освоивший придонное кормление. Серые киты обычно кормятся на глубине 15–60 м, зачерпывая организмы бентоса со дна вместе с водой, илом и галькой (которые таким образом попадают к серым китам в желудок) и процеживая взвесь сквозь китовый ус. При кормёжке кит обычно накреняется на правый бок, всасывая донный субстрат; по этой причине китовый ус на правой стороне челюстей обычно короче и более стёртый, чем слева, а морда справа покрыта ссадинами и шрамами. Иногда кит вспахивает дно килевидным гребнем на нижней челюсти. В результате на дне остаются характерные кормовые ямы 2,5 м длиной, 1,5 м шириной и 0,1 м глубиной; серый кит за одно погружение оставляет на дне до 6 ям. Серые киты довольно часто собираются в группы по 4-6 особей для совместного кормления, причем молодые киты процеживают грунт, который поднимают взрослые особи.