這獸呈紡錘形，表面光滑，面板下面有一層很厚的脂肪用來儲存身體的熱量。體長約為600～1000厘米，體重5000～10000千克。身體上的顏色黑白分明，背部為漆黑色，只是在鰭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顏色。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，就開啟活瓣呼吸，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。前肢變為一對鰭，很發達，後肢退化消失。高聳於背部中央的強大的三角形背鰭，十分顯眼，雄獸的可達1.8米高，既是進攻的武器，又可以起到舵的作用。嘴很大，上下頜上共有40～50枚圓錐形的大牙齒，能把一隻海獅整個吞下。虎鯨咬合力為800磅左右。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、鰭肢大小和背鰭高度有明顯的性二型。雌性最大體長達8.5米，雄性體長達9.8米。雄性成體的背鰭直立，高可達1.0～1.8米，雌性的背鰭明顯地鐮刀形，高不及1米。頭部略帶圓，具有不明顯的喙。橢圓形的鰭肢位於體全長的前14處。雄性的鰭肢長可達體全長的20，雌性的達11～13。尾葉寬可超過體全長的15。體背面黑色，在背鰭後方有1個淺灰色的鞍斑。下頜及從下頜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鰭後的體側。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。