灰鲸的眼睛为卵圆形,位于口角的后面,比其他须鲸类眼睛的位置靠上,上眼睑略长。耳孔较大,位于眼睛与鳍肢的基部之间。鲸须为淡黄色,每侧为140~180枚,长度为40~50厘米。须板较厚,须毛粗糙,整个须板带来沉重的感觉。它头上的毛也较其他须鲸类多,排列不太规则,上、下颌的前端最多,毛的基部不形成瘤状隆起。舌狭而厚,前端灰色,其余部分为粉红色。鳍肢上有4指,缺少第一指。
灰鲸体形粗胖,尤其是鳍肢的附近最粗,然后由此向尾部逐渐变细。头部与体长相比较小。虽然没有背鳍,但也露出背脊,并可见到尾部背面有8~15个小的驼峰状隆起。鳍肢宽厚,前缘凹凸不平,尾鳍的大小中等。胸腹部有2~4条纵沟,沟的前后长度达1.5米,但没有褶沟。有人认为褶沟的作用是当动物呼吸时有助于胸腔的扩大或缩小,摄食的时候可以增大口腔的容量,而灰鲸是现有须鲸中最原始的浅水类型,所以褶沟尚不如其他须鲸那么发达。喷气孔有2个,位于吻部最高处的稍后方,2个孔前端的距离较近,大约为7厘米,后端的距离稍远,大约为21厘米,略成“V”字形,喷气孔前后的长度约为2 0厘米。它喷出的雾柱又矮又粗,上面很平,彼此靠得很近,所以从后面看是挨得很近的两条雾柱,从侧面看上去就像只有一条雾柱一样。
灰鲸是哺乳动物中迁移距离最长的种类,迁移距离可长达1 0 0 0 0~2 0 0 0 0千米。在太平洋的北美洲一侧,灰鲸从5月下旬到10月末穿过白令海峡和白令海西北部,到水温、光照都较适宜的北极圈内索饵,然后开始南移,穿过阿留申群岛,沿着北美洲大陆沿岸南下,每天行进大约185千米。
灰鲸主要以浮游性小甲壳类、鲱鱼的卵以及其他群游鱼类为食,也吃海胆、海星、海螺、寄居蟹、瑟虾、海参以及海藻等。但在南下洄游时不摄食,胃中是空的,往北洄游时才经常摄食。成年的灰鲸唯一的敌人就是人类和虎鲸。加州灰鲸的繁殖区在1 8 5 7年被人类发现之后,那里的灰鲸被过度猎杀,几乎要绝种。灰鲸于1 9 4 9年开始被国际捕鲸委员会(IWC)立法保护后,就再没有发生大规模的猎杀行动。