藍鯨和其他種類的鯨不同，其他種類顯得矮壯，而藍鯨則身體呈長椎狀，看起來像被拉長。頭平呈U 型，從上嘴唇到背部氣孔有明顯的脊型突起，嘴巴前端鯨須板密集，大約300個鯨須板（大概1米長）懸於上頜，深入口中約半米。有60～90個凹槽（稱為腹褶）沿喉部平行於身體，這些皺褶用於大量吞食後排出海水。
藍鯨背鰭小，隻有在下潛過程中短暫可見。背鰭的形狀因個體而不同，有些僅有一個剛好可見的隆起，而其他的鰭則非常醒目，為鐮型。背鰭大概位於身體長度的3/4處。當要浮出水麵呼吸時，藍鯨將肩部和氣孔區域升出水麵，升出水麵的程度比其他的大型鯨類（如鰭鯨和鯧鯨）要大得多，這經常可作為識別海洋物種的有用線索。當呼吸時，如果風平浪靜，藍鯨噴出的一道壯觀的垂直水柱（可達12米，一般為9米）在幾千米外都可以看到。藍鯨的肺容量為5，000升。
藍鯨的鰭肢長3～4米，上方為灰色，窄邊白色，下方全白。它的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。
藍鯨和其他鯨交互時衝刺速度可達50千米/小時（30mph），但通常的遊速為20千米/小時（12mph）。當進食時，它們的速度降到5千米/小時（3mph）。北大西洋和北太平洋的藍鯨當下潛時會抬起他們的尾鰭，其他的大部分藍鯨則不會。
生活習性
藍鯨以浮遊生物為食，主食磷蝦（krill）。一頭藍鯨每天消耗2～4噸食物。藍鯨攝食時遊速為2～6千米/小時，洄遊時為5～33千米，而被追逐時最大達20～48千米。藍鯨一般進行10～20次小潛水後接一次深潛水，淺潛水間隔12～20秒，深潛水可持續10～30分鍾。藍鯨噴出的霧柱狹而直，高6～12米。
藍鯨大約10歲性成熟，北藍鯨於秋末冬初產仔和交配，南藍鯨是在南方的冬季交尾，7月是高峰期。繁殖期南北半球相差半年。藍鯨的孕期10～11個月，仔鯨長6～7米，重約6噸。哺乳期半年，斷奶時長可達16米。對最高年齡的估計從30年到80～90年不等。鯨會通過叫來求偶。
繁殖情況
藍鯨在冬季繁殖。母鯨懷胎一年後才生小鯨。剛產下的幼鯨體長就有7.5米左右，重約6噸。經過24小時的喂奶，它的體重就能增加100公斤左右，平均每分鍾增加約75克。幼鯨經過7個月的哺乳後，體重可達到23噸左右，體長約16米，並開始學著張嘴吞食各種浮遊生物。小藍鯨要5歲才算成年。
捕食
藍鯨隻捕食磷蝦，藍鯨所吃的這類浮遊生物因海洋區域不同而屬不同的物種。在北大西洋，北方磷蝦是藍鯨的主要食物。而在南極，南極磷蝦是藍鯨的主要食物。
藍鯨通常捕食它能找到的最密集的磷蝦群，這意味著藍鯨白天需要在深水（超過100米）覓食，夜晚才能到水麵覓食。覓食過程中藍鯨的潛水時間一般為10分鍾，潛水20分鍾並不稀奇，最長的潛水時間記錄是36分鍾（西爾斯，1998年）。藍鯨捕食的過程中一次吞入大群的磷蝦，同時吞入大量的海水；然後擠壓腹腔和舌頭，將海水經鯨須板擠出；當口中海水排出幹淨後，藍鯨吞下剩下的不能穿過鯨須板的磷蝦。
生命周期
藍鯨在秋後開始交配，一直持續到冬末。我們對藍鯨的交配行為和繁殖地還一無所知。雌性2～3年產一次崽，經過10～12個月妊娠期後一般在冬初產崽。幼鯨重約2噸半，長約7米。約6個月後幼鯨斷奶，此時幼鯨的長度已經翻了一倍。藍鯨一般8～10歲性成熟，此時雄鯨長度至少20米（南藍鯨更長）；雌性相對體型更大，約5歲性成熟，此時長約21米。
科學家估計藍鯨的壽命至少到80歲，但是南於個體記錄無法回溯到捕鯨時代，所以要確定鯨的確切壽命還要經過很多年。單一個體最長記錄的研究是34年，在東北太平洋（西爾斯1998年報告）。藍鯨的天敵是逆戟鯨。Calambokidis 等人（1990年）調查發現25％的成年藍鯨都有被逆戟鯨攻擊留下的傷痕，但是攻擊造成的死亡率目前還沒有確切的數據。
藍鯨擱淺並不多見，這是因為其特殊的群體結構。