海牛是海牛目海牛科海牛属的哺乳类动物。海牛外形呈纺锤形，前肢呈桨状鳍肢，后肢退化；尾巴大、呈扁平扇圆形，身体光滑、无毛；嘴唇周围有须，头部大、圆，有触毛；眼小，视觉不佳；嘴唇肥大，鼻孔位于吻部上方，可在水面呼吸；皮肤厚、呈灰黑色，可在水中保持体温；雌性体型比雄性大。

海牛是6000万年前由陆地上的四足哺乳动物进化而来，至今已有2500万年的海洋生存史，与其亲缘关系比较近的有长鼻目的大象以及蹄兔目的蹄兔。据考证，海牛原是陆地上的“居民”，是大象的远亲。近亿年前，由于大自然的变迁或缺乏御牧能力而被迫下海谋生。进入海洋后，依旧保持食草的习性，已有两千五百万年的海洋生存史，是珍稀海洋哺乳动物。其庞大的身躯和厚厚的皮肤（3-4厘米）色泽酷似大象。

海牛的的体型很大，成年约3-4米长（雌性海牛通常比雄性体型更大），无背鳍，后肢退化消失演化为宽大成桨状的尾鳍。没有门齿和犬齿，仅具有臼齿，牙齿的替换方式是由口腔深处往前水平地移动，而且换齿的过程持续终生，在同一时间段内，上颌或下颌内的牙齿一般不会超过6颗。有可伸缩的上唇，可以用于含住食物，也有与同类通讯和社交的作用。海牛的皮肤厚重，不具汗腺，前肢基部处各有1个乳头。肺很大，是浮力的主要来源。与马相似，海牛的胃结构简单，但有一个很大的盲肠以消化粗糙的植物类食物，通常消化道总长度可达45米，远远大于其它同等体积的哺乳动物。

海牛皮下储存大量脂肪，能在海水中保持体温；前肢特化呈桨状鳍肢，没有后肢，但仍保留着一个退化的骨盆；有一个大而多肉的扁平尾鳍；胚胎期有毛，初生的幼兽尚有稀疏的短毛，至成体则躯干基本无毛，仅嘴唇周围有须，头部有触毛；头大而圆，唇大，由于短颈，头能灵活地活动，便于取食；鼻孔的位置在吻部的上方，适于在水面呼吸，鼻孔有瓣膜，潜水时封住鼻孔；肠的长度超过20米；胃分两室，贲门室有腺状囊，幽门室有1对盲囊；眼小，视觉不佳；听觉良好。肺窄而长，无肺小叶；头骨大，但颅室较小，脑不发达。

海牛与同属于海牛目的另一科儒艮科动物儒艮在外观上很相近，它们之间的不同点在于尾部的形状：海牛的尾部扁平略呈圆形，外观类似大型单片的船桨；而儒艮的尾部则是中央分岔的，和鲸相类似。

海牛是海洋哺乳动物，平均体长范围可达2.8-3.0米，体重400-550千克，雌性比雄性更大，更重海牛外形呈纺锤形，前肢呈桨状鳍肢，后肢退化，头小而头骨厚。人一样的脸，有鼻有眼，眼睛小，眼后有小耳孔。口里有牙齿，雄性的门齿，突出口外，臼齿像圆筒，没有珐琅质。毛发短而稀，前肢像鳍，没指甲，尾鳍为圆形；尾巴大、呈扁平扇圆形，身体光滑、无毛；嘴唇周围有须，头部大、圆，有触毛；眼小，视觉不佳；嘴唇肥大，鼻孔位于吻部上方，可在水面呼吸；皮肤厚、呈灰黑色，可在水中保持体温。

海牛的牙齿有很强的再生能力。前面的颊齿脱落了，由后面的补充上。

海牛多在植物丰茂的浅海和河口栖息，少数在河流中，喜欢浅水，无论是在河流、河口、河渠或沿海地区。它们不能在寒冷的水域生存，这就是它们为什么被发现在亚马逊河流域、佛罗里达州、西非、墨西哥湾和加勒比海。水的温度必须高于60°F（16℃）。在冬季当温度降低时，或者由于其他原因，它们会转移到温暖的地方。这是因为这些哺乳动物的身体虽然非常巨大，但脂肪非常少。因此，它们很容易感到寒冷，并且在冰冷的海水中无法生存。

它的行动迟缓，御敌能力不强，白天栖息于水中，晚上出外觅食，听觉敏锐，喜群居生活。

野生的海牛多半栖息在浅海，从不到深海去，更不到岸上来，每当海牛离开水以后，它们就像胆小的孩子那样，不停地哭泣，“眼泪”不断地往下流。但是它们流出的并非泪水，而是用来保护眼珠，含有盐分的液体。海牛喜欢潜水，它用肺呼吸，能在水中潜游达十几分钟之久。它的肺脏、胸腔很大，自然肺活量也相应很大。海牛呼吸用它的2个都有“盖”的鼻孔，当仰头露出几乎朝天的鼻孔呼吸时“盖”就像门一样打开了，吸完气便慢条斯理潜入水中，平时总是慢吞吞不知疲倦游动，有时也爱翻筋斗，但动作迟缓。真像一头笨牛。但是，它在海上垂直地竖起时，远远看去，还真像神话里的人身鱼尾怪物。

海牛是海洋中的草食哺乳动物（同类儒艮也是草食哺乳动物），海牛的食量很大，每天能吃水草相当体重的5%一10%。肠子长达30米，是典型的草食动物。它吃草像卷地毯一般，一片一片地吃过去，誉有“水中除草机”之称。这在水草成灾的热带和亚热带某些地区，是很有用的。在那些地方，水草阻碍水电站发电，堵塞河道和水渠，妨碍航行，还给人类带来丝虫病、脑炎和血吸虫病等。非洲有一种叫水生风信子的水草，曾在刚果河上游的1600公里的河道蔓延生长堵塞严重，连小船也无法通行，当地居民由于粮食运不进去，被迫背井离乡。扎伊尔政府为解决这一社会危机，花了100万美元，沿河撒除莠剂，仅隔2周，这种水草又加倍生长出来。后来，在河道放入2头海牛，这一难题便迎刃而解了。

海牛主食海藻或其他水生植物。在新鲜水中，海牛进食水生的植物，如水风信子；在盐水中，它们吃大部分海草。成年的海牛每日吃相当于它们身体重量的10%的海草。当吃到草的末端时，更多的是用牙来研磨、搅拌、消磨，很少的动物有坚固的臼齿足以经受住研磨，“所以海牛有掉牙的绝招，贯穿海牛的终生，新牙冒出促使磨损的牙从前面掉出。

海牛的脑子小，成年海牛的脑大小像一个葡萄柚（热带产物），只有大多数水生或陆生的哺乳动物脑子的四分之一大。如果认为它的脑小就没有其他的哺乳动物聪明，那是错误的。海牛的大脑有一个平滑的表面，譬如人的大脑，其中有许多皱褶。这些动物被认为是相当智能。它们有一个很好的长期记忆能力，这使得它们很容易训练。它们也能够区分颜色。海牛是和人类很友好的动物，经常与浮潜和潜水的人进行交互。

佛罗里达兽医学院的生物学家罗杰·里普和汤姆奥·谢伊经过研究提出。里普说，海牛脑小，但有很大的身体，这是自然形成的，有助于海牛活的时间长。“首先，它们不用寻找捕食，也不被捕食，所以不需要复杂的行为，抢夺、追捕或逃跑。但这样并不意味海牛过着一种迟钝的生活。第二，海牛的新陈代谢低。这能帮助它保持一定的体温，适应过热或变冷的环境。当水温下降至华氏68度时，海牛开始迁移。海牛悠闲的生活方式与它低的新陈代谢率相适合，它正常的巡游速度是沉稳的，时速2-6英里。食物通常充足丰富，一天可自由地睡眠12个多小时。在活动中，海牛大约每5分钟上升呼吸一次；当它们休息或睡着时，经常露出水面呼吸。

海牛通过触觉，听觉，嗅觉，味觉，视觉进行相互沟通。用这些感知器官表达恐惧、愤怒，相互搭配发挥作用。而最明显的通信方式是母亲在小腿之间观察到。它们彼此之间的沟通方式，包括鸣叫，发出呼呼或吱吱声，可以在很远的距离检测到声音在水中振动的高频声波。

海牛分布于中国南海、广东及台湾海峡沿岸等地，在西印度群岛至墨西哥东岸间的美洲沿岸，加勒比海周围及塞内加尔向南到安哥拉的非洲西岸，以及亚马逊河等淡水水域中均有分布。

海牛分布于巴西、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、巴哈马、伯利兹、博内尔岛、圣尤斯特歇斯和萨巴（萨巴 -地区灭绝，圣尤斯特歇斯 - 地区灭绝）、开曼群岛、哥斯达黎加、古巴、库拉索岛、多明尼加共和国、法属圭亚那、危地马拉、圭亚那、洪都拉斯、牙买加、墨西哥、尼加拉瓜、巴拿马、波多黎各、苏里南、特立尼达和多巴哥、美国、委内瑞拉、玻利瓦尔共和国、维尔京群岛、安哥拉、贝宁、喀麦隆、乍得、刚果民主共和国、科特迪瓦、赤道几内亚、加蓬、冈比亚、加纳、几内亚、几内亚比绍、利比里亚、马里、毛里塔尼亚、尼日尔、尼日利亚、塞内加尔、塞拉利昂、多哥。

可能灭绝：特克斯和凯科斯群岛

区域性灭绝：安圭拉、安提瓜和巴布达、阿鲁巴岛、巴巴多斯、多米尼加、格林纳达、瓜德罗普岛、马提尼克岛、蒙特塞拉特、圣巴泰勒米岛、圣基茨和尼维斯、圣卢西亚、圣马丁（法属）、圣文森特和格林纳丁斯、圣马丁岛（荷属）。

海牛多在植物丰茂的浅海和河口栖息，少数在河流中。海牛是无季节性繁殖，一年内任何一个月都可以分娩，孕期一年，一胎一仔，寿命大约为50到60年。在哺乳时，雌海牛用一对偶鳍将孩子抱在胸前将上身浮在海面，半躺着喂奶，这一点倒与传说中的美人鱼颇相似。幼儿吃奶时，要把鼻露外面，免得闷死。

海牛的新陈代谢低影响它们的交配行为，虽然精力旺盛，但比其他哺乳动物动情要少。一头雌性的海牛在动情期会与一小群雄性的海牛在一起，她可以与它们中间几头连续交配，海牛是不爱攻击的动物。海牛的怀孕期需要11-13个月，出生的小海牛重量约30千克，通常要紧随妈妈一年或更长时间。雌性达到性成熟在五岁，而雄性是九岁。特殊的低生育率使保持它的总体数量上升陷入困境，如果没有灾难，一头海牛可以活50至60年。

雄海牛睾丸生在腹腔中。雌兽具双角子宫，环状胎盘。每年繁殖1次，妊娠期约1年，每胎在水中产1仔。生出后，母兽把幼兽举出水面，驮在背上，过两小时，又逐渐把幼兽浸到水中，幼兽便能随着母兽游泳。海牛吃水草须潜入水中，10-16分钟后浮至水面呼吸。

列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》中属于易危（VU）。

列入中国《国家一级保护动物》。

三种全部列入《世界自然保护联盟》（IUCN）2012年濒危物种红色名录ver3.1。

美洲海牛——易危（VU）（亚种“佛罗里达海牛”——濒危（EN））；亚马逊海牛——易危（VU）；非洲海牛——易危（VU）。

海牛长期遭到人类过度捕杀，以获取皮和肉，现数量急剧减少。

1493年，哥伦布航行到加勒比海，多米尼加比亚克河河口，看到不计其数的海牛时，他在日记中说当时他都惊呆了。然而，加勒比海牛的命运如同中国的大熊猫，正濒临灭绝。原来，海牛长期遭到捕杀。因为海牛肉细嫩味美，脂肪含有丰富的对人体有益的DHA和EPA，还可以提炼润滑油，皮可以制耐磨皮革，甚至肋骨也可作象牙的代用品，全身是宝。这是导致它濒临灭绝的根本原因。

1973年，美国等北美和拉美国家，都先后把它列入濒危动物名单，加以保护。但海牛仍然在逐年减少，除了人为偷捕，无意中杀害也很严重。如美国佛罗里达沿海，因水质污染，连年发生赤潮，海牛也连年死亡不断。

早年有报道，说海牛听力灵敏，可是研究的结果证实，海牛的听力较差。据资料报道，仅在佛罗里达半岛周围，每年被螺旋桨和高速快艇撞死的海牛就有百多头。为了不使海牛成为昔日的恐龙，当前，加勒比海周围各国除了划定海中禁捕区，还成立了各种宣传和保护海牛的“俱乐部”。据调查，加勒比海牛只有2600头，也有人说仅有千头左右。墨西哥政府赠送给中国的海牛，可见其珍贵程度。

许多海产禁猎区一直不能在佛罗里达海岸为海牛提供安全地带。佛罗里达环境保护部门教育游客了解海牛的困境，要像保护美国的鱼和野生动物一样保护海牛。生物学家帕蒂·汤普森说：“海牛缺乏掠夺性，没有善意的防护，它们就无法生存繁衍，海牛是可爱的温柔的动物。”

为保证水域生态系统或物种的持续利用，中国制定了若干法律、条例与法规，建立自然保护区保护海牛。除此之外，世界上很多国家及地区也加大力度保护海牛，佛罗里达海岸的海牛受到当地组织的密切关注，许多被遗弃的幼兽或受伤的海牛被捉住，做上标记后再释放到野外，然后通过卫星加以监控。

海牛又有“美人鱼”之称。这一称谓的由来可追溯到几个世纪以前，那时美洲大陆刚刚被发现，欧洲各国纷纷派船去美洲探险寻宝。每当黄昏日落，或者明月高悬的时候，海上漂泊的探险者和水手们，常常会透过弥漫的水雾，看到一些袒胸露肤的美丽“女人”在海上游泳、嬉戏，还有的把自己的“婴儿”抱到胸前喂奶。而这些“女人”的下身像鱼一样，她们时而出现，时而又被海上的迷雾遮住，因此，“美人鱼”的传说也随之诞生。其实他们看到的是母海牛。母海牛的乳房丰满，高高隆起，像人的拳头那么大，还生有一对4至5厘米的乳头，当它给幼仔哺乳时，常用两个肥大的胸鳍抱起幼仔露出海面，所以在傍晚或月色朦胧中使人容易产生错觉。

美人鱼的传说，富有浪漫色彩而广为流传，风靡全球。1912年，丹麦雕塑家爱德华·埃里克森，根据安徒生童话《海的女儿》中的故事，用紫铜雕塑了“美人鱼”的塑像，置放在哥本哈根港口的沙滩上。那半鱼半人的“海姑娘”，成为丹麦的象征和骄傲。

其实，海牛的“面相”很丑怪。正如航海家哥伦布在1493年的航海日记中写到：“美人鱼”不像寓言中描写的那么惹人喜爱。它有两只深陷的小眼，没有耳轮，偌大的鼻子连着上唇，隆然鼓起，两只可以闭合的鼻孔位于顶端；下唇内敛，嘴边生着稀疏的短髭。前身两侧各有手臂似的前肢一条，顶端外侧尚有指甲，与大象相似。后肢退化，肥大的身躯向后渐渐收小，末端有一似鱼尾鳍的扁平尾巴，外形呈纺锤形。