Ha un corpo affusolato, per nuotare velocemente, e usa la pinna caudale come organo motore. La sua testa contiene un organo particolare e voluminoso, utilizzato per l'orientamento e per la ricerca del cibo.In molte specie le mandibole sono elongate e formano un becco, o rostro, distintivo; per alcune specie, come il tursiope, la bocca assume una curva con una espressione simile a un sorriso permanente. In molte specie i denti possono essere molto numerosi, fino a 250. Il cervello del delfino è largo e possiede una corteccia molto complessa, paragonabile al cervello umano anche se non è ancora chiaro per cosa sia utilizzato. La colorazione di base consiste di gradazioni di grigio con il lato del ventre bianco, spesso combinato con linee e macchie con tonalità differenti. La pupilla nell'occhio del delfino ha forma di cuore. La maggior parte degli odontoceti nuota rapidamente. Le specie più piccole occasionalmente riescono a cavalcare le onde, e i delfini sono spesso visti affiancare le navi e "accompagnarle" nuotando in superficie. I delfini sono anche famosi per le loro evoluzioni acrobatiche fuori dall'acqua. Arrivano a vivere fino a 35 anni.