藍鯨體型龐大，初生7米，成年24-27米；小藍鯨初生6米，成年21-22米。體色呈藍灰色，體表斑駁，背鰭小而矮鈍，位置偏後方；頭部寬而平，呈U字型；噴氣孔前衞巨大，尾幹非常厚實，噴氣達9公尺。
藍鯨是須鯨科目的其中一個物種，這個科的成員還包括大翅鯨、塞鯨、布氏鯨、長鬚鯨與小鬚鯨。鬚鯨科被認為早在漸新世中期就和鬚鯨亞目的其他科分離。但是對於鬚鯨科的成員何時彼此分離演化還是未知的。藍鯨通常被歸類在鬚鯨屬的其中之一，雖然有學者將它歸類在另一個單型屬-藍鯨屬中，但是這種分類方法並沒有被其他學者接受。
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22-33米，體重為150,000-180,000千克，也就是説，它的體重相當於25只以上的非洲象，或者2000-3000個人的重量的總和。所幸的是，由於海洋浮力的作用，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於保持恆定的體温。
藍鯨背鰭小，只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四分之三處。當要浮出水面呼吸時，藍鯨將肩部和氣孔區域升出水面，升出水面的程度比其他的大型鯨類（如鰭鯨和鯧鯨）要大得多。
