La dieta dei cetacei è molto eterogenea, ma caratterizzata da un elemento comune, essa infatti è sempre costituita da organismi animali, anche se delle dimensioni più varie, e si differenzia soprattutto tra misticeti e odontoceti. 

 Le tecniche di caccia adottate dai cetacei sono le più varie e si sono adattate perfettamente al tipo di preda prescelta. Per un maggior approfondimento su tali tecniche e sulle differenze tra misticeti ed odontoceti si rimanda alla schede.

ANIMALI DEL PLANCTON =  Minuscoli animali di vari generi e specie lunghi pochi millimetri trasportati per lo più dalle correnti (crostacei Copepodi).

KRILL = E' il termine con cui si identifica l'insieme di piccoli gamberetti che vivono in grossi branchi la cui composizione varia a seconda dell'ecosistema marino in cui si trova, risultando costituito in maggior o minor quantità da Eufausidi (piccoli gamberetti che non superano i 6 cm. di lunghezza, dal corpo trasparente presenti con specie diverse in tutti gli oceani) dotati di buona mobilità. Il Krill pur essendo composto di organismi differenti si comporta come un unico grande organismo restando compatto  e concentrato in determinate zone e compiendo migrazioni verticali giornaliere dal fondo alla superficie e viceversa; esso ha inoltre la capacità di moltiplicarsi molto rapidamente (ogni individuo può deporre anche 20.000 uova) e si ciba a sua volta di microscopici animaletti o alghe detti fitoplancton.

MISIDACEI = Crostacei simili a gamberetti dal corpo allungato e compresso lateralmente, le cui dimensioni variano dai 5 millimetri ai 18 centimetri.

ANFIPODI = Piccoli crostacei le cui dimensioni variano da pochi millimetri ad un paio di centimetri.

PESCI = I pesci preferiti dai misticeti sono quelli con scheletro osseo (Teleostei) come il pesce azzurro o i Gadoidei come i merluzzi.

CEFALOPODI = Molluschi ben sviluppati, suddivisi in circa 1000 specie, che vivono in tutti gli ambienti oceanici dalla superficie sino a grandi profondità, e sia sul fondo (es. polpi e seppie) che in mare aperto (es. totani e calamari). 

La grande duttilità di un sistema nutrimento basato sulla dentatura offre agli odontoceti una enorme varietà di possibili prede quindi non si può che darne un breve elenco a puro carattere esemplificativo.

PESCI = Gli odontoceti si nutrono sia di pesci nectonici (che vivono in mare aperto), che bentonici (che vivono in prossimità del fondo). 

CEFALOPODI = Vd. sopra

CROSTACEI = I crostacei di cui si possono occasionalmente nutrire gli odontoceti hanno dimensioni ben maggiori di quelli propri della dieta dei misticeti.

ALTRE PREDE : BIVALVI, TUNICATI, POLICHETI, ALGHE, PINGUINI, TARTARUGHE, PINNIPEDI, DELFINIDI. 

L'Orca, forse il più micidiale predatore dei mari, annovera fra le proprie prede anche molte specie di squali.

Anche in ambienti di acqua dolce come i fiumi, alcuni cetacei come i Platanistidi (famiglia di delfini), si sono perfettamente adattati cibandosi di pesci quali i siluridi.

In un paio di circostanze sono stati dimostrati casi di cannibalismo nelle Orche, all'interno di due esemplari sono stati infatti rinvenuti piccoli della stessa specie.