最大体長は18m。ただし雌雄間での違いが顕著に見られ、オスは平均15～18mの大きさなのに対して、メスは11～12mの大きさしかない。非常に大きく角ばった頭部が特徴的で、頭部だけで体長の3分の1をも占める。外洋に広く分布している。深海に最も適応したクジラとして有名。生涯の3分の2を深海で過ごすと言われており、呼吸によって酸素を補給した後、尾びれとそれに続く体の一部を高くあげて垂直に潜水することで、最大で1時間近く、3000m程度まで潜れるという。また、深海に住むダイオウイカにとっての天敵でもあり、マッコウクジラの胃の中からダイオウイカの死骸がしばしば見つかっている。