Китообра́зные[2] (лат. Cetacea) — инфраотряд млекопитающих, полностью приспособленных к жизни в воде. Многие из них являются самыми крупными из известных животных, когда-либо обитавших на Земле.
Хотя на протяжении длительного времени китообразные рассматривались в качестве самостоятельного отряда, в последнее время на основе выводов молекулярно-генетических, молекулярно-морфологических и палеонтологических исследований их считают инфраотрядом в составе отряда китопарнокопытных (Cetartiodactyla)[3][4][5][6][7]. Традиционно остальных представителей китопарнокопытных относили к парафилетическому отряду парнокопытных (Artiodactyla), латинское название которого используется некоторыми авторами в объёме Cetartiodactyla[8][9][10][11]. Бегемотовые (Hippopotamidae) являются ближайшими современными родственниками китообразных и, соответственно, родственны им в большей степени, чем любым другим ныне живущим китопарнокопытным, из-за чего объединяются с ними в один подотряд Whippomorpha[3][8][9], или Cetancodonta[6][10].
Киты, предположительно, произошли от парнокопытных наземных млекопитающих, которые порядка 50 млн лет назад перешли к полуводному образу жизни.
Существуют разные теории о происхождении китов. Предполагалось, что киты, дельфины и морские свиньи произошли от группы наземных млекопитающих, называющихся мезонихиями. Эти существа были похожи на волков, но имели копыта подобно коровам и оленям. Они жили приблизительно 60 миллионов лет назад вокруг древнего моря Тетис, там, где теперь Средиземное море и часть Азиатского субконтинента. Мезонихии, вероятно, охотились на рыбу и других водных животных в прибрежных болотах и эстуариях. Поскольку они проводили всё больше времени в воде, их тела начали изменяться. Они стали более обтекаемыми, и у них развились мощные, сглаженные хвосты. Их передние конечности постепенно превращались в плавники, а задние деградировали. Появился толстый слой подкожного жира, а волосяной покров начал исчезать. Для облегчения дыхания с поверхности воды ноздри у них переместились наверх головы и постепенно превратились в дыхала.
Новые молекулярно-генетические данные свидетельствуют о том, что китообразные — близкие родственники парнокопытных, в частности, гиппопотамов[12]. На основе этих данных предлагается даже объединить китообразных и парнокопытных в единый монофилетический таксон Cetartiodactyla[13].
Недавние исследования показали, что связующим звеном был род индохиусов, обитавший на территории нынешнего Пакистана и внешне напоминавший современных оленьковых. В течение эоцена предки китов постепенно приспосабливались к жизни в море, заполняя экологическую нишу, которая освободилась после вымирания мозазавров и плезиозавров. Со временем они утратили всякую связь с сушей и приобрели новые адаптационные признаки, утратив черты, характерные для наземных млекопитающих.