Bekannt sind die Buckelwale wegen ihrer wilden Luftsprünge und ihrer einzigartigen Lieder. Männliche Buckelwale singen am längsten und vielfältigsten im gesamten Tierreich. Die Lieder sind komplexe Serien aus Pfiffen, Winseln, Schreien, Rufen, Grunzen und Klagen, die in Verse oder Themen eingeteilt sind und in einer bestimmten Reihenfolge gesungen werden. Sie können bis zu einer halben Stunde dauern.

Buckelwal-Männchen eines Gebietes singen das gleiche Lied, welches sich im Laufe der Zeit verändern kann. Vermutlich stellen die Lieder einen Wettbewerb unter den Männchen dar, mit dem Ziel den Weibchen zu gefallen. Der beste Sänger ist demnach der attraktivste Partner .

An Ober- und Unterkiefer sowie den Vorderkanten seiner Flipper finden sich sogenannte Tuberkeln und auf seiner Haut leben kleine Parasiten, wie Seepocken und Walläuse. Ebenso charakteristisch ist das namensgebende Tauchverhalten, bei dem die Tiere vor dem Abtauchen einen Buckel bilden.

Buckelwale haben sehr lange Flipper, die bis zu einem Drittel der gesamten Körperlänge ausmachen können. Die Rücken-Finne dagegen ist sehr klein. Die Schwanzflosse oder Fluke wiederum ist groß und tief eingekerbt. Aufgrund der individuellen Ausprägung der Fluken lassen sich die einzelnen Buckelwale genau identifizieren.

Die bis zu 30 Tonnen schweren Buckelwale leben in allen Weltmeeren. Ihre Sommerquartiere sind die Polarmeere, die Winterquartiere tropische und subtropische Gewässer. Hauptsächlich halten sich die Tiere in Flachmeerzonen auf, tiefere Meeresgebiete durchqueren sie nur auf ihren Wanderungen zwischen den Sommer- und Wintergebieten. Bei ihren Wanderungen können die Wale tausende von Kilometern zurückgelegen.

Die Nahrung der Buckelwale besteht vor allem aus Krill und zu einem geringen Teil aus Fischen. Buckelwale fressen nur in ihren Sommerquartieren, im Winter zehren sie von ihren Fettreserven. Ihre Nahrung finden die Wale nahe der Oberflache in Wassertiefen bis 50 Metern.

Buckelwale haben in einigen Gebieten eine besondere Jagdmethode entwickelt. Dabei tauchen sie unter einen Fischschwarm und umkreisen ihn, gleichzeitig lassen sie Luftbläschen aus ihrem Blasloch entweichen . Die aufsteigenden Bläschen bilden eine Art Vorhang um den Fischschwarm, aus dem es kein Entkommen gibt. Mit aufgesperrtem Maul schwimmen die Buckelwale an die Oberfläche und können so ihre Nahrung konzentriert aufnehmen. Es kommt vor, dass sich mehrere Wale zusammenschließen und ihren Beutefang aufeinander abstimmen.

Diese Wale leben meist allein oder finden sich hin und wieder in kleinen Gruppen von zwei bis neun Tieren zusammen. Kühe mit Neugeborenen werden oft von einem Bullen begleitet, der sie gegen zudringliche andere Wale verteidigt. In den Nahrungsgründen treffen alljährlich Gruppen von mehreren Tieren zusammen, die dann oft gemeinsam jagen. Die Zusammensetzung dieser Gruppen kann über Jahre hinweg gleich bleiben.

Während der Fortpflanzungszeit kommt es teilweise zu sehr aggressivem Verhalten der männlichen Tiere untereinander. Dabei bedrohen sie sich mit geöffnetem Maul, rammen sich und drängen sich gegenseitig ab. Verletzungen, die bei diesen Kämpfen entstehen, sind meist oberflächlich, hinterlassen aber deutliche Narben auf der Haut der Tiere.

Die Tragzeit der Weibchen beträgt etwa zwölf Monate. Die Walkälber sind bei der Geburt etwa vier Meter lang und bleiben für mindestens ein Jahr bei der Mutter, wobei die Säugezeit die ersten sechs bis zehn Monate umfasst. Danach schließen sich die Jungtiere einer anderen Gruppe an oder machen sich allein auf den Weg.