虎鲸通常身长为8—10米，体重9吨左右，身体上的颜色黑白分明，背部为漆黑色，只是在鳍的后面有一个马鞍形的灰白色斑，两眼的后面各有一块梭形的白斑，腹面大部分为雪白色。虎鲸有一个尖尖的背鳍，背鳍弯曲长达1米，头部呈圆锥状，没有突出的吻。大而高耸的背鳍位于背部中央，其形状有极强变异性，雌鲸与未成年虎鲸的背鳍呈镰刀形，而成年雄鲸则多半如棘刺般直立。胸鳍大而宽阔，大致呈圆形，这点与大多数海豚科成员的典型镰刀状胸鳍不同。鼻孔在头顶的右侧，有开关自如的活瓣，当浮到水面上时，就打开活瓣呼吸，喷出一片泡沫状的气雾，遇到海面上的冷空气就变成了一根水柱。虎鲸的前肢变为一对鳍，很发达；后肢已经退化消失。在海湾的浅水地带，它还喜欢用尾巴上的缺刻去钩拉海藻，发出“呼呼”的声音。高耸于背部中央的强大的三角形背鳍，十分显眼，雄鲸的可达1.8米高，既是进攻的武器，又可以起到舵的作用。虎鲸嘴很大，上下颌上共有40—50枚圆锥形的大牙齿，显出一副凶神恶煞的模样，能把一只海狮整个吞下。
虎鲸是食肉动物，它是海洋中最凶猛的动物之一，善于进攻猎物，是企鹅、海豹等动物的天敌。有时它们还袭击其他鲸类，甚至是大白鲨，可称得上“海上霸王”。由于虎鲸性情十分凶猛，因此又有恶鲸、杀鲸、凶手鲸、逆戟鲸等称谓。虽然它的牙齿非常坚硬，但却不如鲨鱼的牙齿那样锋利，因此主要用于攫取而不是咀嚼，而被它叼住的食物都是整个吞下的。
虎鲸的食物多样，小型结群鱼类、鱿鱼，到大型须鲸、抹香鲸都有可能成为它们的猎物，还包括海豹等鳍脚类动物，海龟、海豚、海狗、海獭、海牛、儒艮、鲨鱼等，甚至还有鹿与麋鹿。虎鲸会趁鹿类游泳横渡水道时伺机捕食，还会利用涨潮来到海岸边，捕捉来不及逃走的海豹和企鹅，曾有一只虎鲸吃掉13只海豚和14只海豹的记录。
虎鲸的各群似乎有自己偏好的食物种类，例如某些族群主要以鲑鱼、鲔鱼或鲱鱼等鱼类为主要食物，某些种群则会巡视鳍脚类的登陆地寻找猎物或跟随迁徙中的鲸群，成群的虎鲸甚至敢于攻击比其大10倍的须鲸，情景与狼群围猎孤鹿十分相似，先将猎物上下左右团团围住，咬掉背鳍、尾巴等，使其难以游动，然后撕去大块的肉，再咬掉猎物的嘴唇和舌头，最后轮流钻入取食。虎鲸也会偷吃延绳钓渔船上钩的鱼或吃食渔民丢弃的下杂鱼等。
虎鲸是如此凶猛，所以海洋中的露脊鲸、长须鲸、座头鲸、灰鲸、蓝鲸等大型鲸类也都畏之如虎，远远见了，就慌忙避开，逃之夭夭。虎鲸在捕食的时候还会使用诡计。如猎捕海狗时，虎鲸会在满潮前观察直达海滩的裂缝沟渠，当满潮时沟渠会灌满水，并在沙滩上形成一片浅水域，此时虎鲸会沿着沟渠冲上海滩，并故意让自己搁浅，以趁机捕食海狗或海狮。有时一只虎鲸会露出大背鳍吸引海狗群的注意，这时另一只虎鲸就会悄悄的靠近捕杀海狗，当猎物脱逃时，另一只虎鲸就会冲上去接替捕食。虎鲸还会先将腹部朝上，一动不动地漂浮在海面上，很像一具死尸，而当乌贼、海鸟、海兽等接近它的时候，就突然翻过身来，张开大嘴把它们吃掉。
虎鲸喜欢栖息在0℃—13℃的较冷水域。温暖的海洋中虎鲸数量较少，即使有，也常常潜到水温较低的深水地带。虎鲸喜欢群居的生活，有2—3只的小群，也有40—50只的大群，群体成员间团结互助。虎鲸并没有灭绝之虞，但人为猎捕可能已造成部分地区虎鲸族群的减少。
虎鲸这种聪明的海洋食肉生物，它捕猎时的凶狠令人称服，叫人类和其他动物望而生畏；但同时，它捕食时利用诡计又让人觉得趣味十足，给人震撼力的同时又为这世界增添了奇妙色彩。
知识链接
由于虎鲸智力出众，人们通过驯化它来完成一些特殊的任务，例如美国海军夏威夷水下作战中心，每年要花费数百万美元来训练一只动物部队，虎鲸就是其中的主要成员之一，可以进行深潜、导航、排雷等工作。人们还训练虎鲸打捞海底遗物，播放虎鲸的声音吓跑海水中的害兽，或者把它当成海中警犬，看护和管理人工养殖的鱼群等。
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