古代捕鲸使用手投铦以及标枪、鱼叉等作渔具。1731年开始使用手持发射的铦枪。日本曾盛行使用敷网和刺网缠络鲸，然后以大、小铦射杀。但近代捕鲸则主要使用设在捕鲸船船首加固甲板上的捕鲸炮。射杀鲸的捕鲸铦顶端多装有火药的爆裂铦头，击中鲸体后自行引爆炸药，以加强杀伤力，有的国家还试用了电气铦。近海捕鲸采用单船作业；远洋捕鲸一般组成船队作业，船队由捕鲸工船、探鲸船、捕鲸船、曳鲸船、运输船、冷藏船、油船等组成。探鲸船和捕鲸船主要根据鲸露出水面呼吸时喷起潮柱的高度和形状发现目标和识别鲸种，同时以回声探鱼仪器──探鲸仪作为辅助手段，必要时出动捕鲸工船上所载
直升飞机探索。发现目标后，捕鲸船进入距目标 20～50米的有效射程发炮射击。死鲸经充气任其漂浮水面，并插以显著标志或安置无线电浮标，待曳鲸船寻找并拖至捕鲸工船。
现代捕鲸业使用直升机、水下
声纳及大功率的捕鲸炮，因此能捕捉大量的鲸。长约60公尺的捕鲸艇航速可达18节，可将重54公斤（120磅）的装炸药的捕鲸标枪射出23公尺之远。
船队进入渔场后，由捕鲸船和探鲸船组成有利队形探鲸（有的利用直升飞机协助探鲸）。炮手将括装入炮膛，并根据鲸喷出的潮柱形状，高度等待征判断出鲸种，迅速驶近鲸体，达到射程以内瞄准要害部位射击。射中鲸体以后，括头在鲸体内炸裂，鲸在逃奔过程中括爪伸开，在迅速放出拖纲的同时，捕鲸船根据鲸的游速，调整船速追随。待鲸死亡后，收绞拖纲使鲸体靠近捕鲸船，解脱射绳充气并将本队标旗插在鲸体上，通知拖鲸船拖到鲸工船解剖加工处理。一般应在24小时内处理完毕。如果未射入鲸体要害处，可先采用收放拖纲办法，促使鲸在挣扎过程中消耗体力，必要时应再次射杀，使其尽快死亡。
进行捕鲸作业的专用渔船。可分为近海船和远洋船两类。近海船一般为几十至300总吨；远洋船为500～800总吨。因大型鲸游速可达14节（每小时26公里）以上，船速一般不低于14节，快的达18节左右。回转性能良好。噪声较小。为在恶劣气候条件下进行猎捕和提高捕鲸炮的命中率，船有较好的大倾角稳性﹐纵摇及横摇应力较小。一般为单甲板型。甲板上装有捕鲸绞机和成对的带缆柱，舷墙板上开有成对的曳鲸孔，用于拖曳渔获物。机舱位于中后部。驾驶室设于中前部。驾驶室前端设有桅杆，上有瞭望指挥台，供观察鲸的动向和指挥猎捕用。船首设捕鲸炮台，炮台上装有捕鲸炮，有效射程为50～60米。由于鲸资源严重衰退，世界上已很少建造捕鲸船。
加工船包括庞大的操作部门，完全自给自足，船上有加工设备、实验室和医院。可以捕捉比最大的史前动物恐龙还大的蓝鲸，在约45公钟内便可被剥取油脂、肢解、切碎，加压蒸煮，制成鲸油和鲸肉产品。
近海捕鲸一般由陆上基地解剖处理鲸体。远洋捕鲸由捕鲸工船解剖处理。然后按不同部位分送各车间进行制油、制罐、制骨粉、盐藏、贮存等。
来自鲸体的油脂可分为两类：鲸油及鲸脑油。鲸油及鲸脑油分别取自不同的鲸种。鲸油取自
须鲸，可食，一度主要以制
人造奶油及烹调用油。大鳁鲸是鲸油的主要来源。鲸脑油取自
抹香鲸；不能食用，用制工业用油。高度提纯的鲸脑油称为鲸蜡，为白色蜡状固体，用以制造某些高级蜡烛。从前肥皂、化妆品及香水亦可用鲸产品为原料。鲸肉经加工后可供人类食用，尤其在日本。碎肉可饲动物，骨粉可用作肥料。