Son corps est cylindrique et massif, souvent parsemé de cicatrices en forme de griffures. La tête est petite, avec le profil de la bouche incurvé vers le haut et la mandibule dépassant de la mâchoire. La coloration est très variable et est liée à l'âge et au sexe : elle va du gris foncé au brun uniforme chez les nouveau-nés et les jeunes et du gris clair au blanchâtre chez les mâles adultes. Parmi les cétacés présents en Méditerranée, c'est le plus timide. Considéré comme un véritable champion de l'apnée, il détient le record des mammifères marins pour les plongées les plus longues (plus de trois heures) et les plus profondes (près de 3 000 m) qu'il effectue pour attraper des calmars et des poissons de haute mer.
Bien qu'ils soient classés parmi les odontocètes, les baleines de Cuvier sont en fait dépourvues de dents, à l'exception des mâles adultes, qui ne possèdent que deux dents à l'extrémité de la mâchoire inférieure.
Dans le Sanctuaire, les baleines de Cuvier se rencontrent principalement en petits groupes, surtout le long des canyons sous-marins, entre Gênes et Savone. Malgré leur comportement généralement timide, elles s'approchent parfois des bateaux ou sautent hors de l'eau. Cette espèce est particulièrement vulnérable à l'exposition aux ondes de basse et moyenne fréquence des sonars militaires, qui peuvent provoquer l'échouage et la mort de bancs entiers : les effets sur les individus sont sévères et similaires au mal de décompression. La forte perturbation acoustique émise lors des exercices militaires induirait un retour trop brusque à la surface depuis les grandes profondeurs, provoquant l'embolie.
Par la forme de la nageoire dorsale et les encoches sur son bord postérieur, les griffures sur le corps
Champion d'apnée. Le baleine de Cuvier détient le record absolu des plongées les plus longues et les plus profondes
La fonction des deux dents présentes chez les mâles adultes semble liée aux combats entre mâles. Comme d'autres espèces de cétacés, elles peuvent ingérer des fragments de plastique en les accumulant dans le système digestif, avec des conséquences parfois graves.
