雄性成体长达2.4公尺,雌性明显小于雄性,体长2.0公尺,初生儿长约0.8公尺,体重约6～9公斤。初生儿体色为深褐至黑色,于1月龄和5月龄时各蜕毛1次,成体呈褐色,雌体较雄性的体色浅,两性皆为腹部颜色较背部浅。雄性在性成熟之后,胸部变得宽大,额头上方有明显隆起,是头骨的矢状纵脊增生而成。
加州海狮依地理分布位置,可分为3个亚种：加州海狮,从美国加州到墨西哥下加利福尼亚半岛；加拉巴哥海狮,只出没在南太平洋东岸的加拉巴哥群岛；日本海狮,分布在日本及韩国海域,30年前已经绝迹。
海狮水陆两栖,生殖交配育幼均在沿岸礁石,在生殖季节时会集结上岸群聚,雄性海狮有强烈的领域性,以大体型、吼叫、和打斗来驱逐其他雄性,并巡察且保有其领域内的雌性。加州海狮每年约5～6月生产,泌乳5个月至1年。觅食与迁徙都在水中,雄加州海狮有明显的南北洄游习性,雌性则无明显洄游,且通常留在沿岸附近。加州海狮在水深26～74公尺的近岸捕食,可连续潜水达8分钟,猎食对象广泛,有50余种鱼类和头足类。天敌包括鲨鱼,虎鲸和人类。