Dù được gọi là cá voi sát thủ, nhưng chúng hầu như không bao giờ tấn công con người. Chúng sống ở mọi đại dương trên thế giới, từ vùng nước ấm gần đường xích đạo đến vùng nước sâu băng giá quanh Bắc Cực và Nam Cực. Cá voi sát thủ là một trong những loài động vật có vú phân bố rộng rãi nhất trên hành tinh. Chúng là loài ăn thịt cực kỳ hòa đồng, đa dạng và hung dữ, và chúng ăn mọi thứ từ chim cánh cụt đến cá mập trắng lớn.

Lý giải cho tên gọi cá voi sát thủ, do các thủy thủ thời xưa nhìn thấy chúng đi săn theo nhóm để hạ gục những con cá voi lớn. Theo thời gian, cái tên đó trở nên phổ biến.

Cá voi sát thủ là loài săn mồi đỉnh cao, nghĩa là chúng ở trên đỉnh của chuỗi thức ăn và không có loài động vật nào (ngoài con người) săn chúng. Cá voi sát thủ ăn nhiều loại con mồi khác nhau, bao gồm cá, hải cẩu, chim biển và mực. Chúng cũng hạ gục những cá voi lớn hơn chúng, và chúng là loài động vật duy nhất được biết đến có thể săn cá mập trắng lớn. Chúng thậm chí còn được phát hiện hợp sức để giết cá voi xanh, loài sinh vật lớn nhất trên Trái đất.

Các nhà nghiên cứu cho rằng tập tính đi săn và hạ sát đối tượng của cá voi sát thủ có thể vừa là để săn mồi, đồng thời cũng là một hình thức vui chơi, và là một cách luyện tập săn mồi.