座頭鯨分布於太平洋、大西洋及世界其他各海洋中，在我國見於渤海、黃海、東海、南海和台灣海域一帶。它一般在寒帶和熱帶之間的一定海域中回遊，並有固定的回遊路線，例如在美國夏威夷群島附近，每年從11月開始，都有大約400隻匯集於溫暖的水域裡越冬，從翌年3月下旬開始離開向北遷徙，當再次接近陸地時，已經是在幾千公里以外的北太平洋了，其中有一些可以到達白令海峽，另一些則到達阿拉斯加東南分散的小島附近海域。
不可想像的是，這種龐然大物竟然是以鱗蝦這種體長還不到1厘米的小型甲殼動物為主要食物的，此外還有鱗魚、毛鱗魚、玉筋魚和其他小型魚類等。它的嘴張開時，其特殊的彈性韌帶能夠使下齶暫時脫落，形成超過90度的角度，口的橫徑可達到4.5米，可以一口吞下大量的磷蝦或較小的魚類，但其食道的直徑則顯得大小，不能吞下較大的食物，這可能就是它只能吃小動物的原因之一。由於越冬期間好幾個月都不進食，為了維持那碩大無朋的身軀所需要的體能，在夏季里便要吃大量的食物，常常可以連續吃上18個小時。由於日照充足，北方冰川地帶的海灣里浮游生物大量滋生，養育了以浮遊動物為食的鱗蝦，數量巨大，常常數百萬隻群集在一起，因此為座頭鯨提供了極為豐盛的食物來源。
座頭鯨進食的方法也很奇妙，首先是衝刺式進食法，將下齶張得很大，側著或仰著身子朝蝦群衝過去，然後把嘴閉上，下齶下邊的折皺張開，吞進大量的水和蝦，最後將水排除出去，把蝦吞食；第二種方法叫轟趕式進食法，將尾巴向前彈，把蝦趕向張開的大嘴，這種方法也是只有當蝦特別密集時才適用；第三種方法是從大約15米深處作螺旋形姿勢向上遊動，並吐出許多大小不等的氣泡，使最後吐出的氣泡與第一個吐出的氣泡同時上升到水面，形成了一種圓柱形或管形的氣泡網，像一隻巨大的海中蜘蛛編結成的蜘網一樣，把獵物緊緊地包圍起來，並逼向網的中心，它便在氣泡圈內幾乎直立地張開大嘴，吞下網集的獵物。這種捕食方法，同捕魚者用兩隻漁船拉曳大型漁網，逐漸迫使魚蝦接近水面，然後一網打盡的情景一樣。當獵物數量稀少時，座頭鯨常常單獨或僅有2-3隻在一起覓食，而當獵物數量很多時，便形成8隻左右的較大群體，有時不同群體之間還會互相爭食。因此，有時食物的多少、分布和種類，也會直接影響座頭鯨的數量。
座頭鯨是有社會性的一種動物，性情十分溫順可親，成體之間也常以相互觸摸來表達感情，但在與敵害格鬥時，則用特長的鰭狀肢，或者強有力的尾巴猛擊對方，甚至用頭部去頂撞，結果常造成皮肉破裂，鮮血直流。它游泳的速度很慢，每小時約為8-15公里，在海面緩緩遊動時，就像一座冰山一樣，身體的大部分沉在水下，有時又象是一個自由飄浮的小島，人們在海岸上也能看到它露出海面的身體。游泳、嬉水的本領十分高超，有時先在水下快速游上一段路程，然後突然破水而出，緩慢地垂直上升，直到鰭狀肢到達水面時，身體便開始向後徐徐地彎曲，好像雜技演員的後滾翻動作。它可以鑽入水中快速潛水遊動，僅用幾秒鐘就消失在波浪之下，進入了昏暗的深淵。露出水面呼吸時，從鼻孔里會噴出一股短粗而灼熱的一種油和水蒸汽混合的氣體，把周圍的海水也一起卷出海面，形成一股蔚為壯觀的水柱，同時發出洪亮的類似蒸汽機發出的聲音，被稱之為“噴潮”或“霧柱”。有時它還興奮得全身躍出水面，高度可達6米，落水時濺起的水花聲在幾公里外都能聽到，動作從容不迫，優美動人。在它的皮膚上不僅常附著藤壺和茗荷等蔓足類動物，而且攜帶著許多諸如鯽魚一類有吸盤的動物，加起來足有半噸重之多，然而這似乎絲毫也不影響它的行動和情緒。
座頭鯨的配偶為一夫一妻制，雌獸每2年生育一次，懷孕期約為10個月，每胎產1仔。當雌獸帶著幼仔時，往往另有1隻雄獸緊跟其後，它的任務是對入侵的其他鯨或小船進行攔截，不過要是遇上兇惡而狡猾的虎鯨時，它就無能為力了。像其它哺乳動物一樣，雌獸用乳汁餵養幼仔，乳汁由乳頭自動擠出，幼仔在水中吸食，幼仔發育很快，每天體重可以增長40-50千克，更令人嘆服的是雌獸在哺乳期間為幼仔的成長提供一切營養，而它自己卻很長時間沒有吃東西了，直到幾個月以後才開始尋找食物。雌獸與幼仔之間也常常是溫情脈脈的，幼仔用兩鰭觸摸著雌獸，有時好像是抓在雌獸的身上。座頭鯨的壽命為60-70年。
座頭鯨在分類學上隸屬於哺乳綱、鯨目、長鬚鯨科、座頭鯨屬。它在《瀕危野生動植物種國際貿易公約》中被列入附錄I，在我國被列為國家II級保護動物。雖然如此，它也無法平靜地生活，除了人類的獵殺外，世界性的觀鯨旅遊活動也越來越多，形成對座頭鯨生活的新的威脅，遊客們產生的喧鬧聲干擾了座頭鯨的覓食活動，拋棄的大量塑膠食品袋等廢物被座頭鯨誤食後積聚在胃腸里，來自大型船隻螺旋漿的拍擊聲更是使它無法平靜下來。而有些捕鯨業已開發國家拒絕實行禁止捕鯨法，更加使它處於瀕臨滅絕的境地。
