Eksperimenter på bottlenose delfin i fangenskap viste at disse lærte å unngå oljen etter at de hadde vært i kontakt med den en gang. Deteksjonen av olje foregikk ved en kombinasjon av syn, ekko-lokalisering og deteksjon via hud-reseptorer. Hud-reseptorer var den viktigste deteksjonsmåte, og siden hvaler generelt har godt utviklet hud-reseptorer antar at denne sansen er viktig for deteksjon av olje hos alle arter. Etter Exxon Valdez ulykken er det rapportert at fem forskjellige spekkhogger-flokker ble sett svømmende gjennom olje like etter utslippet. Dessuten gned en spekkhoggerflokk seg på en oljet strand.

Selv om det virker som om hval i størst mulig grad unngår kontakt med olje, kan de allikevel bli eksternt forurenset. Forsøk har vist at hval tåler ekstern kontaminering med olje, uten at lipidene i huden oppløses og fjernes og at en får nekrose slik det er rapportert hos andre pattedyr. Dette kommer av den store tykkelsen på epidermis og dens struktur. Likeledes er det rapportert at olje ikke har hatt noen effekt på sår-heling, og det konkluderes med at ekstern oljeforurensing av huden til hval antakelig er lite skadelig.

Olje kan også feste seg til bardene og blokkere strømmen av vann gjennom disse. Eksperimenter har vist at tilsøling av barder kan medføre en liten reduksjon i filtrerings-evnen til bardene. Andre forsøk har vist at lette til medium lette oljetyper medførte korte transiente reduksjoner av vannflow gjennom bardene til finnhval og gråhval. Bunkers olje hadde størst effekt på å øke motstanden av vannflow gjennom bardene, spesielt ved lave vanntemperaturer (0-5 C). Knølhvalen var mest påvirket (100% økning i motsatand), sei og finnhval var noe mindre følsom (75 % økning), mens gråhval var minst følsom. Eksperimentene viste videre at >70% av oljen ble fjernet fra bardene etter 30 minutter med konstant vanngjennomstrømning, og etter 24 timer var 95% av oljen fjernet fra bardene. Det synes som om tungolje eller forvitret olje kan påvirke effektiviteten til bardene et kortere tidsrom etter forurensing, muligens opptil flere dager. Det antaes at det kan oppstå en kummulativ effekt, men at oljen over tid vil bli fjernet fra bardene. Det er videre vist at tilsøling av olje ikke har noen effekter på bardenes kjemi eller fysiske egenskaper. Bardehval er har naturlige lange faste-perioder, og dyrene vil derfor godt kunne tolerere et redusert fødeinntak i en kortere periode.

Bardehvaler får sansynligvis i seg mer olje enn tannhvaler, hovedsakelig pga deres måte å samle næring på, men alle arter kan få i seg olje via forurenset føde. Det er bare rapportert en eksperimentelt studium, som indikerer leverskader som følge av fordøyd maskin-olje. På grunn av deres store størrelsen virker det imidlertid lite sansynlig at hval skal kunne fordøye så store mengder olje at de er akutt skadelige. Ved å ekstrapolere resultater fra mus er det foreslått at en førti tonns hval må få i seg 600L olje for å bli påført effekter.

Mer sansynlig er det at hval kan få i seg olje via forurenset føde. Selv om det ikke er rapportert at hval har en adferd som gjør at de fursjerer i nærheten av oljeflak, så er det i de siste årene påvist petrogene hydrokarboner i forskjellig vev hos hval. De høyeste nivåer synes å være påvist i små tannhvaler, mens nivåene synes å være lavest i bardehvaler. Dette kan enten skyldes fødevalg eller forskjellig evne til å detoksifisere hydrokarbonene. MFO-system er påvist hos bardehvaler, og fines høyst sansynlig også hos tanhvaler. Relativt lave nivåer av petrogene hydrokarboner i hval kan ha sammenheng med hvalenes tarmsystem,. Hvaler har et flerkamret magesystem som ligner forøyelsessystemet hos drøvtyggere. Bakterier i formagen deltar i fordøyelsen av mat, og det er mulig at disse bidrar til metabolisering av oljekomponenter, og at mindre mengder derfor absorbres i inn i blodet.

I forbindelse med oljeflak vil lettflyktige komponenter fordampe og befinne seg i luften over og i nærheten av flaket. Innånding av disse fraksjonene av oljen kan medføre irritasjon og skade av mykt vev (øyer) og luftveier. Effektene er dose-avhengige; fra mild irritasjon til rask død. Fra teoretiske beregninger synes det klart at i den korte tiden de fordampede forbindelsene er tilstede, er de flyktige forbindelsene en side av et oljeflak som kan true helsen til en hval. Det er også mulig at de narkotiske effekter som kan oppstå i forbindelse med innånding av av flyktige oljekomponenter kan påvirke adferden til hval på en måte som kan medføre drukning. Et av de største problemene med anestesering (immobilisering) av hval, er at de kan drukne, og det er sansynlig at en liknende anestesi-effekt kan oppstå som følge av inhalering av flyktige oljekomponenter.

Exxon Valdez - ulykken viste at Spekkhoggere antakelig er den hval-arten som er mest utsatt i forbindelse med oljeforurensing. Hvert spekkhogger-individ kan identifiseres på bakgrunn av utseende, og ved bruk av foto-identifiksjon viste det seg at noen få dager etter utslippet i 1989 manglet sju dyr, og i 1990 manglet ytterligere seks dyr. Dødsraten for den undersøkte flokken var i 1988, før ulykken; 3,1%, etter ulykken var den 19,4% i 1989 , 20,7% i 1990, 4,3% i 1991 og 0% i 1992. Årlige dødsrater i størrelsesordenen 20% har ellers aldri vært registrert for spekkhogger. Selv om det er mulig at dyrene kan ha forsvunnet av andre årsaker, f.eks. illegal jakt, eller migrasjon, er det mest sansynlig at dyrene er døde som følge av oljeforurensing. Dødeligheten var størst blandt ungdyr og hunner i reproduktiv alder.

Årsaken til at Spekkhogger er så sårbarbar i forbindelse med oljeforurensing, er antakelig at de er utpregede flokkdyr, slik at hvis det oppstår konflikt så vil en stor andel av dyrene berøres. Dødsårsaken etter Exxon Valdez ulykken er ukjent, men på grunnlag av resultater fra eksperimentelle studier, kan en spekulere om effekter av inhalerte oljefraksjoner er de mest skadelige.