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)大腦對何時(shí)需要浮上水面呼吸新鮮空氣發(fā)出信號。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?