В океане районы с максимальной биологической продуктивностью находятся в высоких широтах, так как летом там значительно возрастает продолжительность светового дня, а также отсутствует поверхностный слой прогретой воды, мешающий выносу минеральных веществ с глубины на поверхность. Все это создает идеальные условия для развития фитопланктона, который служит пищей зоопланктону, а им в свою очередь питаются рыбы и киты. Почти все виды крупных китообразных совершают ежегодные тысячекилометровые миграции. Весной они мигрируют в высокие широты к местам нагула и кормятся там до осени, накапливая жир перед долгой зимовкой. На зиму они уходят в теплые воды; некоторые виды при этом почти не питаются и всю зиму живут за счет жировых запасов. В теплых тропических и субтропических водах киты рождают своих детенышей и спариваются. Существуют, конечно, и исключения - так, гренландские киты рождают детенышей весной или летом в холодных северных морях. Мелкие китообразные не могут несколько месяцев жить за счет запасов жира, как это делают крупные киты. Поэтому они круглый год держатся там, где можно добыть достаточно пищи. Многие виды в поисках корма предпринимают сезонные миграции; обычно это перемещение из прибрежных районов в открытое море и обратно, но известны и миграции с севера на юг. В частности, косатки могут мигрировать в меридиональном направлении на расстояние до 5 тыс. километров.
Детеныш у китообразных рождается только один. Мелкие виды, такие, как морские свиньи, могут размножаться ежегодно.
Усатые киты и рыбоядные дельфины рожают обычно раз в два-три года. У большинства видов, питающихся кальмарами (кашалоты, гринды и представители семейства клюворылых) детеныш появляется раз в 3-7 лет; у косаток раз в 3-8 лет. Многие виды достигают половой зрелости только через несколько лет после рождения (4-10 лет у рыбоядных и планктоноядных видов, 8-16 лет у видов, питающихся кальмарами, и у косаток). Поэтому неудивительно, что большинство китообразных живут долго: мелкие виды 12-50 лет, крупные виды 50-100 лет. Более того, недавние исследования показали, что гренландские киты, возможно, могут жить более 100 лет и даже размножаться в более чем столетнем возрасте. Некоторые тюлени весь год проводят в одних и тех же районах, но большинство совершает выраженные сезонные миграции. У многих пагофильных («льдолюбивых»)видов, таких, как кольчатая нерпа или лахтак, миграции связаны с движением льдов. Другие виды, в частности, северный морской котик, на зиму откочевывают в более теплые воды, проплывая до 3 тыс. километров.
Размножаются ластоногие на суше или на льду. Ушастые тюлени в период размножения собираются в огромные скопления на традиционных лежбищах. Самцы на таких лежбищах удерживают небольшие участки, на которых залегают самки; как правило, на одного самца приходится несколько самок - так называемый «гарем».
Обычно через несколько дней после родов самка спаривается с гаремным самцом. На протяжении всего периода выкармливания детеныша молоком самка периодически уходит кормиться в море. У котиков детеныш питается молоком несколько месяцев, а у сивучей даже годовалые детеныши нередко сохраняют связь с матерью и продолжают сосать материнское молоко.
Структура репродуктивных скоплений настоящих тюленей более разнообразна - от гаремных лежбищ, подобных лежбищам ушастых тюленей (морской слон) до одиночных логовищ под снегом на льду (кольчатая нерпа). Большинство видов, обитающих в наших водах, рожает детенышей на льду или (реже) на берегу поодиночке или в небольших скоплениях. В отличие от ушастых тюленей, у настоящих тюленей довольно короткий период лактации
- от четырех дней у хохлача до полутора месяцев у кольчатой нерпы. У некоторых видов самка в период лактации не питается и проводит все время рядом с детенышем. После окончания молочного вскармливания самка покидает детеныша, которому после линьки предстоит самому освоить водную среду и научиться добывать пищу.