У голубого марлина 2 спинных и 2 анальных плавника. Все они поддерживаются костными лучами. Первый анальный плавник вместе с брюшными и грудными плавниками может убираться в желобок. Что, в результате, снижает сопротивление при плавании. Тело темно-синее сверху и серебристое по бокам. Верх темно-голубой с 15-тью голубоватыми полосками от спины до брюха. Низ палево-серебристый.

Пелагический океанический вид, держащийся в водах, температура которых не ниже 24 градусов, поэтому для вида характерны миграции с юга на север и обратно. Практически не встречается у материковых берегов и островов. Обычно встречается на глубине от 140 метров. Может образовывать стаи до 10 особей. Взрослые рыбы предпочитают одиночное плавание. Питается тунцовыми, скатами, ракообразными и кальмарами.

Самки этого вида ограничиваются лишь метанием икринок, и не участвуют в процессе развития своего потомства. Они намного крупнее самцов.

Голубые марлины имеют свойство изменять окраску и при охоте обычно становятся ярко- голубыми, что их и отличает от других видов. Изменение окраски происходит с помощью иридофоров содержащих пигменты и светоотражающие клетки.  Этим объясняется появление характерной переливающейся (иридирующей) окраски,  иридофоры создают эффект Тиндаля, придавая тканям ярко-голубую или ярко-зелёную окраску.

Самцы живут до 18 лет, а самки до 27.

Рекорд мира по данным IGFA: голубой марлин Pacific – 624 килограмма, голубой марлин Atlantic – 636 килограмм.