Os golfinhos são mamíferos porque têm todas as características principais dos mamíferos; eles respiram pelos pulmões, têm sangue quente, produzem leite para seus descendentes e têm cabelo. Há também evidências evolutivas que conectam golfinhos e baleias a outros mamíferos.
Embora os golfinhos e as baleias não tenham pelos ou pelos facilmente visíveis, eles têm pelos antes de nascerem. Além disso, alguns adultos têm bigodes ou cabelos no topo da cabeça.
Outro sinal de que os golfinhos são mamíferos é o fato de eles terem bolhas em vez de guelras. Com as guelras, os peixes podem respirar debaixo d'água, mas com um respiradouro, os golfinhos devem retornar à superfície para respirar.
Os golfinhos também são diferentes dos peixes, pois podem regular a temperatura do corpo. Isso ocorre porque eles têm sangue quente, enquanto os peixes têm sangue frio e mudam de temperatura com a água ao seu redor. Os golfinhos também têm minúsculos apêndices semelhantes a membros presos às costas de seus esqueletos, que estão escondidos dentro de seus corpos perto da cauda. Esses "membros" sugerem que os golfinhos são descendentes de mamíferos que caminharam para o mar e eventualmente evoluíram para se tornarem golfinhos. Na verdade, o parente vivo mais próximo dos golfinhos, além da baleia, é o hipopótamo.