Длина тела взрослого нарвала обычно достигает 3,8—4,5 м (в старину попадались экземпляры длиной 6 м), новорождённых — 1-1,5 м. Масса самцов достигает 2-3 т, из них примерно треть веса составляет жир; самки весят около 900 кг. Голова круглая, с нависающим лобным бугром; спинного плавника нет. Рот маленький, расположен снизу.

Величиной и формой тела, грудными плавниками и тёмной окраской сосунков нарвалы похожи на белух, однако взрослые особи отличаются пятнистостью — серовато-бурые пятна на светлом фоне, которые иногда сливаются, — и наличием только 2 верхних зубов. Из них левый развивается у самцов в бивень длиной до 2—3 м и массой до 10 кг, закрученный левой спиралью, а правый обычно не прорезается. Правый бивень у самцов и оба бивня у самок скрыты в дёснах и развиваются редко, примерно в одном случае из 500. Тем не менее, встречаются самки и с бивнями, в том числе с двумя. Отломленные бивни не отрастают, однако зубной канал такого бивня закрывается костной пломбой. Бивни нарвалов характеризуются высокой прочностью и гибкостью; их концы могут изгибаться, по крайней мере, на 31 см в любом направлении, не ломаясь.

Охраняемый редкий вид; занесён в Красную Книгу России (категория редкости: 3 — редкий малочисленный вид, представитель монотипического рода), а также в Приложение I CITES.