El criterio que los taxónomos emplean para identificar la especie a la que corresponde un animal, en nuestro caso un mamífero marino, depende del estado del ejemplar y el acceso que se tiene a éste. Básicamente, podemos diferenciar dos casos:

Cetáceos vivos (in vivo)
El principal criterio es el morfológico (la forma) dado que es el más evidente y eficiente (certeza/velocidad). Sin embargo, requiere de la pericia y experiencia del investigador. Sistema de Clasificación Biológica, creado por C. Linnaeus, fue diseñado principalmente basado en este criterio. Actualmente, la gran mayoría de las especies, particularmente de animales, han sido clasificadas en base a su morfología. Los casos especiales lo constituyen algunos vegetales, microorganismos y viruses.

Adicionalmente, los científicos que estudian a los mamíferos marinos, se basan también en otras características como el número de ejemplares, su coloración, tamaño corporal, conducta general, formas de sus aletas, silueta corporal, ángúlo del soplido, y sus vocalizaciones (sonidos o cantos que emiten) entre otros.

En casos en los que el (los) animal(es) que se desea(n) identificar no permiten utilizar los criterios mencionados, de manera conluyente, existen otras herramientas que aunque menos accesibles, cuando son utilizadas de forma complementaria y adecuada, contribuyen significativamente. Por ejemplo, en ocasiones se logra obtener mediante el uso de redes o filtros de mano, restos de fecas o se toman pequeñas muestras de piel con dardos especializados, que una vez analizadas por biólogos moleculares, logran en ocasiones determinar la especie con una certeza que varía dependiendo del estado de la muestra y la existencia de catálogos con los cuales hacer las comparaciones.

Cetáceos muertos (post mortem)
El grado de dificultad para identificar la especie a a la cual corresponde un animal muerto, depende de cuan avanzado está el estado de su descomposición y el ambiente en que ésta ha ocurrido (ej. en el agua, playa de arena o de roca, etc). Las dificultades secundarias, provienen de los agentes que alteran los restos como los daños provocadas por animales carroñeros y en especial la curiosidad por parte de personas aficionadas que suelen manipularlos sin poseer el conocimiento adecuado.

En caso de varamientos de cetáceos, los lugareños llegan incluso a consumir la carne de animales muertos, venden sus huesos y dientes, pese al peligro de adquirir enfermedades zoonóticas y constituir un delito.