鯨和海豚等海洋哺乳動(dòng)物終生都生活在海洋中。它們有兩種基本的睡覺方法：要么身體以垂直或水平狀態(tài)靜靜地停留在水中，要么一邊睡覺一邊在同類身旁緩慢地游動(dòng)。
睡覺的時(shí)候，寬吻海豚的大腦只有一側(cè)停止活動(dòng)，相反一側(cè)的眼睛也開始休息。另一側(cè)大腦則保持清醒，但警覺度較低。這一側(cè)大腦對(duì)何時(shí)需要浮上水面呼吸新鮮空氣發(fā)出信號(hào)。大約兩小時(shí)后，海豚會(huì)交換左右兩側(cè)大腦承擔(dān)的任務(wù)，清醒的一側(cè)大腦開始休息，另一側(cè)已經(jīng)休息了兩小時(shí)的大腦則被喚醒。
為了避免在睡眠過程中溺水，海洋哺乳動(dòng)物保持對(duì)其呼吸孔的控制是至關(guān)重要的。盡管關(guān)于這一點(diǎn)還有爭(zhēng)論，但大多數(shù)研究人員認(rèn)為海豚或鯨必須保持清醒和警覺才能識(shí)別出它的呼吸孔是否在水面以上。
海洋哺乳動(dòng)物還有其他一些方法，可以讓它們比其他種類的哺乳動(dòng)物屏住呼吸的時(shí)間更長。海洋哺乳動(dòng)物的肺可以吸入更多的空氣，因?yàn)樗鼈兊姆伟雌湔忌眢w的比例來說比人的肺大。此外，它們每次吸氣和呼氣時(shí)可以交換更多的氧氣，它們的紅血球也具有更強(qiáng)的攜帶氧氣的能力。潛水的時(shí)候，海洋哺乳動(dòng)物的血液只流向身體需要氧氣的部分--心臟、大腦和與游泳有關(guān)的肌肉。最后，海洋哺乳動(dòng)物對(duì)碳氧化物（二氧化碳）有更強(qiáng)的忍耐能力。事實(shí)上，海洋哺乳動(dòng)物很少會(huì)“溺水”，因?yàn)樗鼈儾辉谒挛鼩狻?