外形特征
虎鲸成年雄性身長最大記錄是9.75米，體重9524千克。是海豚科中體型最大的一種。身體大小、鳍肢大小和背鳍高度有明顯的性二型。雌性最大體長達7.70米，雄性體長達9米。雄性成體的背鳍直立，高可達1.0～1.8米，雌性的背鳍明顯地鐮刀形，高不及0.7米。頭部略帶圓，具有不明顯的喙。橢圓形的鳍肢位于體全長的前1/4處。雄性的鳍肢長可達體全長的20%，雌性的達11%～13%。尾葉寬可超過體全長的1/5。體背面黑色，在背鳍後方有1個淺灰色的鞍斑。下颌及從下颌前端到尿殖區的體腹面白色。有1個白色的葉狀斑從尿殖區向上伸到背鳍後的體側。尾葉的腹面白色或淺灰色，可能具黑色邊緣。在每側眼的後上方各有1個白色橢圓形斑。鞍斑在年幼時不明顯，性成熟後更顯著。
成體頭骨的髁基長可達1000mm。在眶前凹前方過兩前颌骨的寬小于吻突寬。兩翼骨遠隔開。颞窩大。下颌骨相對較短。在上、下颌每側都有10～12枚齒，其橫切面呈橢圓形，齒尖向内和向後。在一些較老的個體，齒常被磨蝕或潰爛損壞。
虎鲸體形很大，呈紡錘形，表面光滑，皮膚下面有一層很厚的脂肪用來保存身體的熱量。體長約為600～1000厘米，體重5000～000千克。身體上的顔色黑白分明，背部為漆黑色，隻是在鳍的後面有一個馬鞍形的灰白色斑，兩眼的後面各有一塊梭形的白斑，腹面大部分為雪白的顔色。頭部較圓，沒有突出的吻部，鼻孔在頭頂的右側，有開關自如的活瓣，當浮到水面上時，就打開活瓣呼吸，噴出一片泡沫狀的氣霧，遇到海面上的冷空氣就變成了一根水柱。前肢變為一對鳍，很發達，後肢退化消失。高聳于背部中央的強大的三角形背鳍，十分顯眼，雄獸的可達1.5米高，既是進攻的武器，又可以起到舵的作用。嘴很大，上下颌上共有40～50枚圓錐形的大牙齒，能把一隻海獅整個吞下。
栖息環境
虎鲸的生境為極地和溫帶海域為主。廣泛分布于全世界的海域日本北海、冰島，對于水溫、深度等因素似乎沒有明顯的限制。它們在高緯度地區有相當高的栖息密度，特别是在獵物充足的海域。它們的移動情形普遍與追蹤獵物或增加捕食率有關，時間通常在魚類産卵季與海豹的生産期。到了夏天，大西洋中大多數的虎鲸都栖息于浮冰邊緣或有浮冰的水道，以須鲸、企鵝、海豹等為食。它們會遷徙至何處、會移動多遠，仍未有定論。部分虎鲸會終年停留于南極海域，而在北極的虎鲸則很少接近浮冰。據華盛頓州與英屬哥倫比亞的虎鲸研究者指出，當地有定居型與過境型兩種型态的虎鲸群，當地終年皆可發現此二種群體。部分個體有非常大的活動範圍，由各地的照片辨識結果發現，有些虎鲸的活動範圍自阿拉斯加一直到美國南方的加州。
生活習性
遊水
虎鲸時常會有躍身擊浪、浮窺等行為，或是以尾鳍或胸鳍拍擊水面。在海灣的淺水地帶，它還喜歡用尾巴上的缺刻去鈎拉海藻，發出“呼呼”的聲音，不久，渾身就披滿了半透明的海草。虎鲸的泳速最快可達時速55公裡，可閉氣17分鐘左右。當周遭空氣涼爽時，通常可看見它們低矮而呈樹枝狀的噴氣。虎鲸的水柱是傾斜的，又粗又矮，不像須鲸一樣，又細又高。它們對船隻的反應多樣，冷漠忽視或是充滿好奇心都有可能。偶爾會集體擱淺，群體有時會被困在潮池或海灣中。在北極與南極海域，因為風吹而快速産生的浮冰對虎鲸而言是一大麻煩，有時會因此迫使它們停留于水面狹窄的小水域裡相當長的時間。
聲音
如果說座頭鲸是鲸類中的“歌唱家”，白鲸是海中“金絲雀”，那麼虎鲸就是鲸類中的“語言大師”了，它能發出62種不同的聲音，而且這些聲音有着不同的含義。例如在捕食魚類時，會發出斷斷續續的“咋嚏”聲，如同用力拉扯生鏽鐵門窗鉸鍊發出的聲音一樣，魚類在受到這種聲音的恐吓後，行動就變得失常了。虎鲸不僅能夠發射超聲波，通過回聲去尋找魚群，還能夠通過超聲波判斷魚群的大小和遊泳的方向。這種能力，對生活在海洋裡的食肉動物來說是十分重要的，海水下面十分黑暗，很難在這種環境裡看清遠處的捕食目标。
集群
虎鲸喜歡群居的生活，有2～3隻的小群，也有40～50隻的大群，每天總有2～3個小時靜靜地呆在水的表層，因為肺部充滿了足夠的空氣，所以能夠安然地漂浮在海面上，露出巨大的背鳍。群體成員間的胸鳍經常保持接觸，顯得親熱和團結。如果群體中有成員受傷，或者發生意外失去了知覺，其它成員就會前來幫助，用身體或頭部連頂帶托，使其能夠繼續漂浮在海面上，就是在睡覺時也紮成一堆，這是為了互相照應，并保持一定程度的清醒。它們在一起旅行、用食，以種群為社會組織，在廣大的家庭中休息，互相依靠着生存長大。
社會祖系
位于華盛頓州與英屬哥倫比亞的定居型虎鲸，其基本社群單位為小型母系群體，一般由2至9頭血緣關系相近的虎鲸所組成，此母系群體會長期維持穩固，所有成員似乎會共同分擔養育工作。幾個這樣的群體會共同組成一個小群（通常用以描述一群彼此間有社交行為聯系的鲸目動物），典型的小群通常包含成年、未成年的雌雄虎鲸與仔鲸，多半由最年長的雌鲸居于領導地位，而待在小群裡的雄鲸通常是該雌鲸的後代。甚至有的雄性虎鲸長到9米還在小群中生活。
虎鲸的社會形态是母系，交配對象的選擇比較複雜，不是由雄性的力量決定一切：例如鲸群的族長有時能活到80歲，在晚年也有交配的例子，她們選擇交配的對象一般是鲸群内部年長的雄性。雌鲸選擇對象的标準科學家并不清楚，很少觀察到交配的現場，隻知有母親，不知父親在哪。
鲸群内沒有父子關系和父女關系，雄性的責任是出去尋找食物，然後引導鲸群集體獵殺，分工明确，沒有地位的高低；而母女、母子關系則非常穩定，是一輩子的關系，一般不會離群。出現孤鲸的原因一般是受傷或迷路。當族群過大時，會“分家”，産生一個新的族群。
捕獵
有時虎鲸會采團體的方式打獵，它們利用從隆額（海豚科用來制造回音定位的部位，會将聲音集中成一束）發出的超音波互相溝通和聯系，并策畫戰術。它們也會合力将魚群集中成一個大球，然後輪流鑽入取食。獵捕海狗時，虎鲸會在滿潮前觀察直達海灘的裂縫溝渠，當滿潮時溝渠會灌滿水，并在沙灘上形成一片淺水域，此時虎鲸會沿着溝渠沖上海灘，并故意讓自己擱淺，以趁機捕食海狗或海獅，有時一隻虎鲸會露出大背鳍吸引海狗群的注意，這時另一隻虎鲸就會悄悄的靠近捕殺海狗，當獵物脫逃時，另一隻虎鲸就會沖上去接替捕食。類似地，虎鲸有時會将腹部朝上，一動不動地漂浮在海面上，很像一具死屍，而當烏賊、海鳥、海獸等接近它的時候，就突然翻過身來，張開大嘴把它們吃掉，有時也會用尾巴将獵物擊昏，如海獅等，再進行捕食。
虎鲸的食物包括魚類、其他鲸類、鳍足類、海獺類、鳥類、爬行類和頭足類。在南極采集的虎鲸的362個胃中，217個含有魚類，75個含有小須鲸的殘餘，35個含有鳍足類，35個含有頭足類。
虎鲸的大腦非常發達同時身體擁有強大力量，憑借這些優勢，這些高智商動物能夠追趕和捕殺海洋中的很多頂級捕食者。一些虎鲸家族成員的菜單上至少列出了9種鲨魚美味，其中就包括令很多動物聞風喪膽的大白鲨和灰鲭鲨。
虎鲸專家、對虎鲸行為進行了長達17年研究的英格裡德·維薩爾博士表示：“令人印象最深的策略就是施展空手道中的掌劈。”虎鲸會利用尾巴将鲨魚趕出水面，整個過程中甚至不用與鲨魚發生身體接觸。借助于尾巴産生的上升力，它們能夠制造一個漩渦，将鲨魚置于其移動時形成的水流之上。一旦獵物露出水面，虎鲸便轉動身體同時将尾巴伸出水面，而後像施展空手道中的掌劈一樣攻擊鲨魚。”
将鲨魚劈暈之後，虎鲸會抓住鲨魚并将其翻轉過來。這顯然是一項令人不敢相信的策略，說明虎鲸非常了解自己的對手。在被迅速翻轉倒置之後，鲨魚進入癱瘓狀态，也就是所謂的“肌肉緊張性停滞”，從此任由虎鲸宰割。
來自新西蘭諾斯島圖圖卡卡的維薩爾表示：“虎鲸并不了解鲨魚的生理學結構，但所表現出的行為确實說明，它們知道采取一項确定的行動之後會帶來怎樣的效果。你不必為了開車就去掌握汽車的工作原理，你所要了解的就是怎麼做才能讓車子行駛起來。同樣地，虎鲸似乎知道一旦将鲨魚翻轉過來，它們便會喪失反擊能力。虎鲸所做的就是利用自身的優勢。”在虎鲸身上，科學家還觀察到其它一些攻擊手法，其中就包括“圍捕”，即鲸群圍住一條落單的鲨魚而後展開正面進動，或者從下方悄悄逼近，趁其不備迅速偷襲鲨魚下腹部。
維薩爾說：“通常情況下，虎鲸都會将鲨魚翻轉過來，此時的鲨魚已經無力反擊，一次成功的捕獵行為就此結束，最後要做的就是享用自己的勞動成果。我們認為虎鲸并不會專門制定外出捕殺鲨魚的計劃。在海洋覓食并不是一件容易的事情，一旦機會出現，它們便毫不留情地對鲨魚展開攻擊。”
分布範圍
分布于阿爾巴尼亞，阿爾及利亞，美屬薩摩亞，安圭拉，安提瓜和巴布達，阿根廷，阿魯巴，澳大利亞，巴哈馬，孟加拉國，巴巴多斯，伯利茲，貝甯，百慕大，巴西，英屬印度洋領地，汶萊，柬埔寨，喀麥隆加拿大，佛得角，開曼群島，智利，中國，科科斯群島，哥倫比亞，科摩羅，剛果，剛果民主共和國，庫克群島，哥斯達黎加，科特迪瓦，古巴，丹麥，吉布提，多米尼克，厄瓜多爾（加拉帕戈斯），薩爾瓦多，赤道幾内亞，福克蘭群島（馬爾維納斯群島），法羅群島，斐濟，法國，法屬圭亞那，法屬波利尼西亞，加蓬，岡比亞，加納，直布羅陀格陵蘭，格林納達，瓜德羅普島，關島，危地馬拉，幾内亞，幾内亞比紹，圭亞那，海地，赫德島和麥克唐納群島，洪都拉斯，冰島，印度，印度尼西亞，伊朗伊斯蘭共和國，愛爾蘭，以色列，意大利，牙買加日本，肯尼亞，基裡巴斯，利比裡亞，馬達加斯加，馬來西亞，馬爾代夫，馬紹爾群島，毛裡塔尼亞，墨西哥，密克羅尼西亞聯邦，摩納哥，摩洛哥，莫桑比克，緬甸，納米比亞，瑙魯，荷蘭，荷屬安的列斯群島，新喀裡多尼亞，新西蘭，尼加拉瓜，尼日利亞，紐埃，北馬裡亞納群島，挪威，阿曼，巴基斯坦，帕勞，巴拿馬，巴布亞新幾内亞，秘魯，菲律賓，皮特凱恩，葡萄牙，波多黎各，俄羅斯聯邦，聖赫勒拿，阿森松島和特裡斯坦達庫尼亞，聖基茨和尼維斯，聖盧西亞，聖皮埃爾和密克隆，聖文森特和格林納丁斯，薩摩亞，塞内加爾，塞拉利昂，新加坡，所羅門群島，索馬裡，南非，南喬治亞島和南桑威奇群島，西班牙，斯裡蘭卡，蘇裡南斯瓦爾巴群島和揚馬延島，坦桑尼亞聯合共和國，泰國，東帝汶，多哥，湯加，特立尼達和多巴哥，突尼斯，阿拉伯聯合酋長國，英國，阿留申群島，夏威夷群島，烏拉圭，瓦努阿圖，委内瑞拉，越南，維爾京群島，英屬維爾京群島，美國，瓦利斯群島和富圖納群島西撒哈拉，也門。
繁衍方式
虎鲸全年都可以交配，雌獸每3～5年生育一次，懷孕期為1年，每胎産1仔，哺乳期也需要1年左右，在出生後的1～2年内，幼仔在饑餓或者呼喚雌獸時，隻能發出粗厲的聲音。以後随着年齡的增長逐漸模仿成體的聲音，改進和豐富自己的叫聲，但由于虎鲸的語言複雜而多變，幼仔要完全掌握成體的“語言”，至少需要花上5年多的時間。
虎鲸為多配性的。在西北太平洋，多數在5～7月間進行交配。在東北太平洋，它們大多在10月至次年3月間産仔。雄性性成熟體長5.2～6.2米，雌性性成熟體長4.6～5.4米。雌性在11～16年間生産第一個可存活的仔鲸，在北太平洋記錄的最小的新生仔鲸長2.28米。産仔間隔約5年。雌性約在40齡時停止産仔，其後生殖期平均約10年，可延長到30年以上。平均壽命估計達80～90年。雄性約在15齡達性成熟，平均壽命約29年，最大壽命約50～60年。
亞種分化
美國研究人員日前在《基因組研究》雜志上報告說，他們對虎鲸線粒體的脫氧核糖核酸測序後發現了至少3個新的虎鲸物種，這也表明全球海洋中存在不止一種虎鲸。
在新研究中，研究人員通過“高度平行測序技術”對139隻虎鲸線粒體的脫氧核糖核酸進行了測序。這批虎鲸來自北大西洋、北太平洋以及南極大陸附近海域。研究人員最終發現，在南極海域生活的兩種分别主要以魚和海豹為食的虎鲸可能屬于新物種，此外，北太平洋地區也存在新的虎鲸種群。
領導這項研究的美國國家海洋和大氣管理局遺傳學家菲利普·莫林表示，與其他鲸類一樣，虎鲸體内的線粒體也很少随着時間的推移發生變化，因此不查看整個基因組很難發現新進化的虎鲸物種。但利用“高度平行測序技術”可以通過測量來自世界各地的虎鲸組織樣本完成對虎鲸線粒體的基因組測序，從而分辨出新物種。
種群現狀
曆史上，虎鲸在日本、挪威、和前蘇聯曾是直接捕獵的對象。已沒有直接捕獵虎鲸的漁業。20世紀60年代水族館中虎鲸表演的興起，促使活捕虎鲸的漁業迅速發展。随着虎鲸飼養下繁殖技術的發展，活捕的需求已經下降。海上石油洩漏和其他有毒物質的污染對虎鲸的健康構成了一些威脅，海上交通對虎鲸獵物的幹擾則是一個潛在的影響。在南極估計有70000頭虎鲸，對其他海域的虎鲸隻有一些零星的數量調查。《世界自然保護聯盟》（IUCN）2000年瀕危物種紅色名錄ver3.1，虎鲸被列為低危（LR）等級。
虎鲸并沒有滅絕之虞，但人為獵捕可能已造成部分地區族群的減少。位于華盛頓州與英屬哥倫比亞的虎鲸，無論是定居型或過境型皆僅餘數百頭，同時深受污染、重型船隻行駛，以及獵物減少等生存威脅。密集的賞鲸活動可能會幹擾虎鲸的生活，而那些為了保護鲑魚養殖場免受鳍腳類入隻行駛，以及獵物減少等生存威脅。密集的賞鲸活動可能會侵的人們可能會将虎鲸驅逐出它們原本偏好的栖地。估計在太平洋東部熱帶海域約有8500頭虎鲸，在阿拉斯加水域至少有850頭，日本外海可能達2000頭以上，而夏季在南極水域約有8000頭虎鲸分布，分布範圍内的其他地區可能在數百至千餘頭之間。當前在日本、印尼、格陵蘭、與西印度群島的捕鲸者仍持續捕捉虎鲸，雖然捕殺量少，但對當地族群卻可能會有相當大的影響。
據新華社華盛頓4月24日電(記者任海軍)美國研究人員日前在《基因組研究》雜志上報告說，他們對虎鲸線粒體脫氧核糖核酸測序後發現了至少3個新的虎鲸物種，這也表明全球海洋中存在不止一種虎鲸。
保護級别
列入《世界自然保護聯盟》（IUCN）2013年瀕危物種紅色名錄ver3.1—-瀕危（EN）。
列入《華盛頓公約》（CITES）附錄Ⅰ。
飼養馴化
虎鲸在水族館裡可以飼養馴化，既聰明又聽話，還能學會許多技藝，表演各種節目，最激動人心的節目有“迎客”：随着鈴聲将巨大的頭部露出水面，向觀衆徐徐遊去，以示“歡迎”，或者任憑飼養員騎在背上到處跑，甚至還讓飼養員把頭伸人它的巨嘴裡，一動也不動；“躍水吞魚”：破水而出，張開大口，躍到5米多高處，吞下挂在那裡的一條大魚；“速遊中縱跳”：先沿着池邊快速遊泳，破浪疾駛，時而躍出水面；“召之即來”：聽到召喚信号，立即遊過來；“貓捉老鼠”：虎鲸腹部朝上，兩隻胸鳍露出水面，馴養員坐在它的胸部，一隻手握着它的牙齒，随虎鲸在水中兜上幾圈之後，便跳進水中，這時，虎鲸從背後追上，再次把他馱在背上，并且多次重複着這個動作……。其實，虎鲸變得這樣溫順是因為人們掌握了它的一個弱點：一旦離開了同類而單獨生活時，膽量就變得很小了。當然，在精彩的表演之後，鲑魚、金槍魚等美味佳肴作為獎賞也是必不可少的。
由于虎鲸智力出衆，也被人們通過馴化來完成一些特殊的任務，例如美國海軍夏威夷水下作戰中心，每年要花費數百萬美元來訓練一隻動物部隊，虎鲸就是其中的主要成員之一，可以進行深潛、導航、排雷等工作。人們還訓練虎鲸打撈海底遺物，播放虎鲸的聲音吓跑海水中的害獸，或者把它當成海中警犬，看護和管理人工養殖的魚群等。
