Do các dạng cá voi là động vật có vú nên chúng cần lấy ôxy (quá trình hô hấp) trong không khí. Vì thế, chúng cần bơi tới gần mặt nước để thở ra không khí chứa nhiều điôxít cacbon và hít vào không khí chứa nhiều ôxy. Khi chúng bổ nhào xuống, các cơ khép lại lỗ phun nước (lỗ mũi), và nó bị khép chặt cho đến khi cá voi lại nổi lên bề mặt trong lần kế tiếp. Khi nó thực hiện công việc trao đổi khí thì các cơ lại mở lỗ phun nước để xả ra và hít vào không khí.

Các lỗ phun nước của cá voi đã tiến hóa để nằm ở vị trí trên đỉnh đầu, cho phép chúng gia tăng tốc độ xả không khí cũ và hít vào không khí mới. Khi không khí cũ, được làm ấm từ phổi, được thở ra, nó bị ngưng tụ lại do nó tiếp xúc với không khí lạnh hơn ở bên ngoài. Giống như động vật có vú trên đất liền thở ra trong những ngày lạnh giá, một đám nhỏ 'hơi nước' xuất hiện tựa như khói. Đám hơi nước này có hình dạng, độ cao, góc phun đặc trưng riêng cho từng loài. Vì thế, các loài cá voi có thể được những thợ săn cá voi hay những người theo dõi cá voi giàu kinh nghiệm nhận dạng từ xa bằng cách sử dụng đặc trưng này.