丸い頭と暗い体色を持ち、熱帯の海で大きな群れをつくるクジラの仲間です。
目立つくちばしはなく、比較的大きな背びれと先の細い胸びれがあります。
ハワイ周辺で衛星タグを付けたメロンヘッドクジラ三頭は、昼と夜で潜る深さを大きく変えていました。Westらの研究では、日中は水面近くを使い、夜には潜水の中央値が約220〜248メートルまで深くなりました。三頭すべてで夜の平均潜水深度は昼の四倍を超え、コハラ沖の二頭は夕暮れに潜水回数が増えました。
胃の内容物を調べた別の資料では、イカ類が広く見つかり、魚の中ではハダカイワシ類も確認されています。深海の餌生物が夜に浅い層へ上がる時間に合わせ、クジラも水柱の使い方を変えるという筋書きが見えてきます。ただし、タグを付けたのは三頭だけで、餌を捕らえる瞬間を各潜水で確認したわけではありません。ハワイの小標本から世界の集団すべての行動を決めつけることはできません。
IUCNレッドリスト · 低懸念（Least Concern, LC） · 世界全体（種レベル）
IUCNの2019年世界評価では、メロンヘッドクジラは低懸念（LC）です。評価日は2019年2月14日。広い熱帯・亜熱帯域に分布し、確認された大きな脅威が世界全体の減少を起こしている証拠はないと評価されています。一方、世界の個体数推移は不明です。LCは個体数が増えているという意味ではなく、分布の広さなどを踏まえた当時の評価です。