Als Meeressäugetiere werden aquatische Säugetiere bezeichnet, die sich an ein Leben im Meer so angepasst haben, dass sie darauf angewiesen sind, sie können ohne das Meer nicht selbstständig existieren. Darunter fallen die Wale (einschließlich der Delfine), die Robben, die Seekühe, die Seeotter und die Eisbären. Diese Gruppen sind nicht näher miteinander verwandt; ihre jeweiligen Vorfahren waren landlebende Säuger. Robben, Seeotter und Eisbären gehören zu der Ordnung Raubtiere, während die Wale und Delfine zu den Cetartiodactyla und die Seekühe zu den Tethytheria gezählt werden. Während Robben, Eisbären und Seeotter noch teilweise an Land leben und sich auch dort fortbewegen können, ist dies den Walen und Seekühen nicht mehr möglich.
Die Anpassungen an die marine Lebensweise umfassen mehrere nicht konvergente Merkmalsausbildungen. Es gibt außer der stromlinienförmigen Gestalt und verschließbaren Nasenöffnungen kein übergreifendes Merkmal, das allen Meeressäugetieren gemeinsam ist. Bei den Walen, Robben und Seekühen sind die Vorderextremitäten zu paddelartigen Flossen umgestaltet, während die Hinterbeine entweder ganz verloren gingen (Wale, Seekühe) oder im Wasser zu zwei Flossen umgebildet wurden (Robben). Die geringsten Umbildungen der Gliedmaßen zeigen Seeotter und Eisbären, die nur deutliche Schwimmhäute aufweisen. Wale und Seekühe zeigen gemeinschaftlich einen vollständigen Haarverlust, während insbesondere Arten der kalten Regionen ein umfangreiches Unterhautfettgewebe, zum Teil mit spezifischen Fettschichten aufweisen. Obwohl der Atemkreislauf ähnlich dem aller Säugetiere ist, können Meeressäugetiere bis zu 3 Stunden in Wassertiefen bis 3000 m tauchen.
