学名は、属名の「Eubalaena」は「真の鯨」または「良い鯨」を意味し、種小名の「japonica」は「日本」を意味する[10]。

和名の「セミクジラ」は、背鰭を持たない背中の曲線の美しさに由来する「背美鯨」、または長時間海面に背中を出して遊泳し続ける習性からの「背乾鯨（せびくじら）」の意である[11][12]。また、古式捕鯨の時代には、鯨の単位として「本魚」という単語が使われたが、これはセミクジラを標準とした単位であった[13]。

セミクジラ属を指す英名の「Right Whale」は、「真の鯨」または「捕獲するのに都合のよい鯨」を意味してつけられたとされ、海岸や浅瀬に頻繁に現れ、温和で好奇心が旺盛なために近づきやすく、大量の脂を持ち、死ぬと死骸が沈まない、長大なクジラヒゲを持つ[注釈 5]、などから捕獲に適していたとされている[14][15]。

中国語では「露脊?」「�K真?」「直背?」「脊美?」などの表記が一般的であり、英名と和名に準拠した呼称になっている。

韓国語では、後述の通り2015年の混獲と放流まではナガスクジラと混同される場合が目立ったが、日本語による翻訳では現在も混同が著しい[16][17]。

セミクジラ属（Right Whale）は、同じく背びれを持たない黒い体を持つという点から、セミイルカ属（Right Whale dolphin）の名称の由来にもなっている[18]。現生のヒゲクジラの最小種であるコセミクジラ（Pygmy Right Whale）も、湾曲した口の形状からセミクジラ属に因んで名付けられた。

和歌山県にみられる姓の「勢見月」は、セミクジラに由来しているとされる[19]。
形態セミクジラの頭部（ブリストル湾）ブローの形状（ブリストル湾）

体長は13 - 20メートル、体重は約60 - 100トン[20]。同様に沿岸性であるコククジラやザトウクジラ、カツオクジラ（ニタリクジラ）等よりもかなり大型であり、標準的なザトウクジラの倍の体重に達する[20]。

頭部が大きく、全長の4分の1ほどを占める。口は大きく湾曲し[注釈 6]、最大2メートルを超す長大なクジラヒゲが生えている。腹部には、ナガスクジラ科に存在する畝は見られず、不定形の白い模様を顎や腹部などに持つ場合もある。背びれも持たず、上記の通り和名の由来にもなっている。他のセミクジラ属と同様に頭部隆起物（ケロシティ）を持ち、個体ごとに形状が異なるために個体識別に利用されている。

また、世界で最も精巣が大きい動物とされており、片側で約500キログラム、合わせて約1トンもある。陰茎も長さが3 - 4メートルに達し、一度に放出する精子の量も4.5リットル（1ガロン）になるとされる。セミクジラ属に特有の繁殖行動として、雄同士が暴力的な競合を行わず、代わりに複数の雄が雌と交代で交尾を行い、自らの大量の精子で他の雄の精子を排出する[注釈 7][23][24]。

本種（ジャポニカ）は3種存在するセミクジラ属の現生種でも最大の種類とされ、ロシアで全長19.8メートルに達する個体が記録されている[25]。また、全長20.7メートルで体重135トンの記録[26]や、全長21.3メートル前後という事例も複数存在するが[27]、21.3メートルという数値の正確性は不明確とされている[28]。

分類上は他の2種と近縁だが、遺伝子分類学の研究では、タイセイヨウセミクジラよりもミナミセミクジラとより近縁であると判明している。3種の形態上での差異はほとんど無いが、ケロシティ（カラシティ）[29]の位置・形状および量、付着生物の種類、体長および体色パターン、頭骨の形状、ひげ板の色と形状、胸鰭の対比サイズと形状などに差が見られる[27]。尾びれの形状にも個体差がある。
生態海藻で遊ぶ個体（アナカパ島, 2017年）ボートに接近する個体（アナカパ島, 2017年）ブリストル湾で超音波検査によって記録された鳴き声のデータ