Creierul este cel mai mare dintre toate animalele moderne sau dispărute, cântărind în medie aproximativ 7,8 kilograme (17 lb), de peste cinci ori mai greu decât cel al unui om, și are un volum de aproximativ 8.000 cm3. Deși creierele mai mari sunt în general corelate cu o inteligență mai mare, nu este singurul factor. Elefanții și delfinii au, de asemenea, creiere mai mari decât oamenii. Balena spermă are un coeficient de encefalizare mai mic decât multe alte specii de balene și delfini, mai mic decât cel al maimuțelor antropoide non-umane și mult mai mic decât cel al oamenilor. Creierul balenei spermă este cel mai mare dintre toate mamiferele, atât în termeni absoluți cât și relativi. Sistemul olfactiv este redus, sugerând că balena spermă are un simț slab al mirosului și gustului. Prin contrast, sistemul auditiv este mărit.
8.000 cm3