虎鯨體形很大，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。