Os tubarões-baleia são filtradores, o que significa que comem grandes quantidades de minúsculos crustáceos, plâncton e outros pequenos organismos. Eles têm estruturas de filtro passivas especializadas em suas bocas que permitem a passagem da água do mar e filtram a matéria alimentar.
A alimentação do filtro é o mesmo método de alimentação usado por mariscos, krill, esponjas, águas-vivas, raias, baleias e várias outras espécies de tubarões. Além disso, muitas espécies de peixes alimentadores de fundo ou peixes forrageiros são filtradores e desempenham um papel importante na regulação da cadeia alimentar do oceano e da qualidade da água. O menhaden do Atlântico é um tipo de arenque que filtra quatro galões de água por minuto, removendo grandes quantidades de plâncton da água do oceano diariamente.