Серые киты обитают лишь в северной части Тихого океана: от Чукотского и Охотского морей до берегов Японии, Кореи и Мексики. Чаще всего они держатся возле побережий. Животные любят отдыхать на литорали во время отлива и возвращаются в родную стихию вместе с приливом. Серые киты в целом предпочитают мелководье и небольшую глубину. Западный серый кит обитает в Охотском море и у побережий острова Сахалин. Его миграционные пути проходят вдоль берегов Китая и Японии.
Длина тела самок серых китов колеблется от 12 до 15 м, а самцов — от 11 до 14,6 м. Масса также может быть различной — от 15 до 35 т. Вместо спинного плавника на спине серого кита есть небольшой горб, за которым следует серия горбиков поменьше. Тело этих китов гладкое, лишь на голове несколько борозд до 5 см глубиной, между которыми расположены небольшие складки. Когда кит ест, складки растягиваются, увеличивая площадь ротовой полости, и животное может проглотить больше еды. Ротовая щель делит сравнительно короткую голову серых китов на две части — верхнюю и нижнюю. Пластины китового уса короче, чем у других китов, — всего 20–30 см.
Окраска серых китов соответственно большей частью серая, однако вся поверхность тела покрыта светлыми пятнами диаметром до 10 см. Это следы эктопаразитов, обычно усоногих рачков, Cryptolepas rhachianactei.
Их раковины глубоко проникают в кожу китов. Чтобы избавиться от докучливых организмов, киты заходят в пресноводные лагуны, а рачкам нужна только соленая вода, и там трутся всем телом о различные шероховатые поверхности. Некоторые морские птицы помогают китам справиться с этой проблемой.
Серые киты кормятся на глубине от 15 до 60 м, зачерпывая бентос вместе с водой, при этом они обычно наклоняются на правый бок. Именно поэтому пластины китового уса с правой стороны более короткие и потертые, а морда вся в шрамах и царапинах. После каждого погружения на дне остаются характерные кормовые ямы около 2 м длиной и 10 см глубиной.
При миграциях серые киты держатся поодиночке, зато в местах нагула (там, где животные активно питаются) собираются в стада до 150 голов. При миграциях киты определяют свое месторасположение и дальнейший маршрут, поднимая голову над водой и осматриваясь. Рацион серых китов разнообразен. Морские гурманы предпочитают питаться кольчатыми червями, полихетами, моллюсками, губками, ракообразными и, конечно, рыбой. Брачный период у серых китов приходится на зимние месяцы, поэтому уже в октябре они отправляются на юг, преодолевая в день в среднем 120 км. Беременность продолжается около года, а лактация — до 7 месяцев. Китенок появляется на свет под водой. Как только он отделяется от матери, она подталкивает малыша к поверхности воды для глотка воздуха, после чего новорожденный возвращается обратно за молоком, которое впрыскивается ему прямо в рот. У самок сильно развит материнский инстинкт, они защищают детенышей даже ценой собственной жизни. Серые киты через каждые 3–20 с выпускают фонтаны высотой 1,5–3 м. Представители этого вида живут около 40 лет.