鯨的腦十分的大，使人傾向於去推測其與保有較高智慧有些關係，企圖去測量腦的大小與動物發展及腦髓化(encephalisation)的關係，已經成為腦發生階級的指標，研究海豚的腦發現他的腦較人不發達，但卻比其他的哺乳動物大，如大猩猩(Pan troglodytes)。
觀察人腦之容貌，其大腦皮質的發展為所有哺乳動物中最先進的，非常的大，且有許多折摺，這一區為腦中用意識去控制人體機能產生的地方，所有複雜的機能如：相互作用、連結及學習皆集中在此區內。而鯨的腦容貌與人類十分的相似，為很大的大腦半球，其亦有複雜的折摺，大腦皮質與其他哺乳動一樣皆比人類的薄，因為如此其腦只限於外觀與人腦相近，其他摺疊隱藏處則與有蹄類的腦相似，如：羊、牛、鹿。
海豚腦的結構在生物學家小心研究下，已被知道的滿詳細的，但很少知道鯨及海豚的大腦皮質上各功能的區域，現在的解剖學家常使用“原始”(primitive)及“無差異”(undifferentiated)來描述鯨類大腦皮質在顯微鏡下的結構，確實牠其他哺乳類不太一樣。
鯨類腦之大小或許不是與陸生哺乳動類代表的意義相同，如猴子和人，為何海豚的腦這麼大﹖及是否牠的腦結構是原始的﹖都無法得到證明。擁有諾貝爾榮譽的Francis Crick (其對發現DNA為雙股螺旋分子有很大的貢獻)則提出一有趣證明，Crick找出哺乳動物的腦大小與新陳代謝速率及與是否會經歷“作夢式睡眠”(dream sleep )或“REM (即眼睛快速運動)睡眠”( REM sleep)的關係，他發現腦較大的哺乳動物(包括海豚及鯨)一定缺乏作夢式的睡眠，且提出牠們的腦之所以這麼大是因為牠們要求更大的儲存空間給無用的聯想，他們稱為“寄生形式”(parasitic modes)，其在其他的哺乳類可藉由作夢消除。看了如此多有關鯨大腦作用的學說，雖然說只是假設，但提供了可替換的證據給鯨那很大的腦及其複雜結構。
資料轉載自：海的巨人與精靈 http://whale.zo.ntu.edu.tw/
