Bài hát của cá voi (tiếng Anh: whale song) là âm thanh mà cá voi tạo ra với mục đích giao tiếp với nhau.Danh từ "bài hát" ở đây được dùng đặc biệt để miêu tả những mẫu âm thanh đều đặn và có thể đoán trước, phát ra từ một số loài cá voi, đặc biệt là cá voi lưng gù (Megaptera novaeangliae). Những âm thanh đó có thể bao gồm hoặc được so sánh với âm nhạc, và những con cá voi lưng gù đực lại được ví như những "nhạc trưởng lão làng", cũng như "giống nhau một cách đáng chú ý với truyền thống âm nhạc của loài người"[1].Cơ chế để tạo ra âm thanh ở mỗi họ của Bộ Cá voi là khác nhau. Những loài động vật có vú sống dưới nước, như cá voi, cá heo hay cá heo chuột, phụ thuộc âm thanh để giao tiếp và cảm giác hơn rất nhiều lần so với những loài thú sống trên cạn, khi mà ở trong nước tất cả những giác quan khác đều bị hạn chế tối đa. Thị giác của chúng bị giới hạn do nước hấp thu hầu hết ánh sáng, trong khi đó những phân tử mùi lại khuếch tán trong nước chậm hơn không khí, cũng làm giảm khả năng khứu giác của những loài này. Thêm vào đó, âm thanh lan truyền trong nước nhanh hơn gấp 4 lần so với trong không khí khi ở cùng một mực nước biển. Bởi vì những loài cá voi phụ thuộc rất lớn vào thính giác để kiếm ăn và truyền đạt thông tin, cho nên những nhà môi trường học và cá voi học đã lo lắng rằng chúng có thể bị gây hại bởi sự gia tăng những tiếng ồn của môi trường xung quanh ở tất cả đại dương trên thế giới, tạo ra từ tàu thuyền và những khảo sát địa chấn dưới biển.