它的长度为12.65米，重量超过21.5公吨，身体周长则为7米[16]。台湾台南的渔民在1994年3月30日曾经捕获到一条重达35.8公吨的鲸鲨[17]。

一些故事中曾出现体型更大的鲨鱼（在大众文学中，18米长的鲨鱼并不少见），不过没有任何科学证据证实它们确实存在，仍然仅只于传说。1868年伊朗自然学家爱德华·珀西瓦尔·莱特（E. Perceval Wright）在塞舌尔试图寻找几条小鲸鲨的标本时，宣称他看到一条超过15米长的鲸鲨，并报告说它们的身长可以超过21米。

甚至曾经有人宣布说鲸鲨可以长到23米长，100公吨重。一艘名为Maurguani的船于1934年在南太平洋与一条鲸鲨相撞，这条鱼当时穿破了船首。经过测量后发现它的身体长度为16.8米[18]。

鲸鲨是一种滤食动物，也是目前已知3种滤食鲨鱼之一[4]，另外2种分别为巨口鲨与姥鲨。鲸鲨以浮游生物、巨大的藻类、年幼的圣诞岛红蟹[19]、磷虾与小型的自游动物（例如小型乌贼与脊椎动物）为食，小型鱼类及鱼**配时所释放出的鱼卵及**也是食物来源，所以它们是一种杂食动物[20]。

它们的牙齿并非扮演觅食的作用，事实上它的尺寸并不大。鲸鲨觅食时会先张嘴吸进一大口海水，然后闭上嘴巴，最后从鳃将水排出。

在嘴巴关闭与鳃盖打开之间的短暂期间，浮游生物就被排列在鳃与咽喉的皮质鳞突（dermal denticles）所困住。

这个类似过滤器般的器官是鳃耙的独特变异，可以阻止任何大于2至3公厘的物体通过，液体则会被排出。任何被鳃条之间的过滤器官所阻塞的物体会被鲸鲨吞下去。人类曾观察到鲸鲨出现“咳嗽”的行为，推测这是它们清理累积在鳃耙中的食物的方式[3][21][22]。鲸鲨会聚集在伯利兹加勒比地区海域的礁石区来捕食巴西笛鲷所产下的卵[5]，这些卵会在5至7月的满月至弦月之间出现在该海域。

鲸鲨是一种活跃的滤食生物，靠着嗅觉来攻击浮游生物或鱼类这些目标。它们在觅食时不需要向前游泳，人类经常观察到鲸鲨借着身体上下摆动着来吸入与排出海水，吞食其中的动物。

这种行为与姥鲨完全相反，因为姥鲨是温和的滤食者，它们不会吸入海水，而是靠着游泳迫使海水通过鳃来觅食。鲸鲨会因为觅食而迁徙，交配也可能的原因之一

虽然鲸鲨拥有巨大的身躯，但不会对人类造成重大的危害。科学家经常用它们来教育社会大众，不是所有的鲨鱼都会“吃人”。鲸鲨的个性事实上是相当温和的，也会与潜水人员嬉戏，有时甚至会让人骑乘。

有一项未经证实的报告指出，鲸鲨会保持静止，将身体倒反来让潜水人员清理腹部的寄生生物。潜水人员可以与这种巨大的鱼类一同游泳而不会遭受任何危险，除了被鲸鲨巨大的尾鳍无意间击中以外。

2011年7月，一名潜水人员声称他在墨西哥穆赫雷斯岛潜水时，一条鲸鲨曾企图将他吸进嘴里[24]。

潜水人员可以经常在洪都拉斯海湾群岛、泰国、红海、马尔代夫、西澳大利亚（宁哥路珊瑚礁、圣诞岛）、台湾、巴西、莫桑比克托福海滩、南非苏达瓦那湾（大圣路西亚湿地公园）、科隆群岛、墨西哥女人岛、马来西亚西部、塞舌尔、斯里兰卡及波多黎各这些地区观察到鲸鲨的活动[23]。

菲律宾是世界上鲸鲨分布密度最高的地区之一[25]。鲸鲨在1月到5月之间会聚集在菲律宾索索贡（Sorsogon，位于敦索尔）的浅海地区，菲律宾人目前已经减少猎捕这种巨大的鲨鱼，并逐渐发展生态旅游[26]。目前生物学家知道它们会在9月至12月之间沿着墨西哥下加利福尼亚州移动，最近也有人发现鲸鲨在西马来西亚东海岸的天鹅岛（Tenggol Island）附近出没

2007年8月25日，自然学家安东尼奥·摩雷诺（Antonio Moreano）与一群观光客在科隆群岛潜水时，拍摄到1条罹患白化症的鲸鲨[28]。鲸鲨有时候会与其他小型的鱼类一起出现，特别是鮣鱼。