藍鯨不但是最大的鯨類，也是現存最大的動物，是迄今為止最大的哺乳動物。一般體長為2200-3300厘米，體重為150,000-180,000千克，也就是說，它的體重相當于25只以上的非洲象，或者2000-3000個人的重量的總和。所幸的是，由于海洋浮力的作用，它不需要像陸生動物那樣費力地支撐自己的體重，另外龐大的身軀還有助于保持恒定的體溫。藍鯨全身體表均呈淡藍色或鼠灰色，背部有淡色的細碎斑紋，胸部有白色的斑點，褶溝在20條以上，腹部也布滿褶皺，長達臍部，并帶有赭石色的黃斑。雌獸在生殖孔兩側有乳溝，內有細長的乳頭。頭相對較小而扁平，有2個噴氣孔，位于頭的頂上，吻寬，口大，嘴里沒有牙齒，上頜寬，向上凸起呈弧形，生有黑色的須板，每側多達300-400枚，長90-110厘米，寬50-60厘米。在耳膜內每年都積存有很多蠟，根據蠟的厚度，可以判斷它的年齡。在它的上頜部還有一塊白色的胼胝，曾經是生長毛發的地方，后來，毛發都退化了，就留下一塊疣狀的贅生物，成了寄生蟲的滋生地。由于這塊胼胝在每個個體上都不相同，就像是戴著不同形狀的“帽子”，所以可以據此區分不同的個體。背鰭特別短小，其長度不及體長的1.5%，鰭肢也不算太長，約為4米左右，具4趾，其后緣沒有波浪狀的缺刻，尾巴寬闊而平扁。整個身體呈流線形，看起來很像一把剃刀，所以又被稱為“剃刀鯨”。

藍鯨的身軀是如此的巨大，以致于一條舌頭就有2000千克，頭骨有3000千克，肝臟有1000千克，心臟有500千克，血液循環量達8000千克，雄獸的睪丸也有45千克。如果把它的腸子拉直，足有200-300米，血管粗得足以裝下一個小孩，臟壁厚達60多厘米，雄獸的陰莖長達3米。它的力量也大得驚人，所發出的功率約為1500-1700馬力，堪稱是動物世界中當之無愧的巨無霸和大力士。

一頭成年藍鯨能長到非洲象體重的30倍左右。藍鯨平均長度約25米，最高紀錄為33.5米左右。雌鯨大于雄鯨，南藍鯨大于北藍鯨。上面觀，吻寬而平。藍鯨背鰭小，高約0.4米，位體后1/4處。鰭肢較小，其長占體長的15%。尾鰭寬為體長的1/3至1/4，后緣直線形。蜇溝55-88條，最長者達于臍。每側須板270-395枚。體背深蒼灰藍，腹面稍淡，口部和須黑色。

藍鯨的鰭肢長3-4米。上方為灰色，窄邊白色。下方全白。頭部和尾鰭一般為灰色。但是背部，有時還有鰭肢通常是雜色的。雜色的程度因個體而有明顯不同。有些可能全身都是灰色，而其他的則是深藍，灰色和深藍色相當程度的混合在一起（grey-blue）。

藍鯨的頭非常大，舌頭上能站50個人。它的心臟和小汽車一樣大。嬰兒可以爬過它的動脈，剛生下的藍鯨幼崽比一頭成年象還要重。在其生命的頭七個月，幼鯨每天要喝400升百（100升美國加侖）母乳。幼鯨的生長速度很快，體重每24小時增加90千克。