メスとオスに分かれ、生殖行為を通して一定期間妊娠の後に出産する。
誕生からしばらくの間は母親の母乳によって育てられる。
多くは魚類や頭足類などを捕食する肉食である。また、水分はあくまでも食料の魚類などから摂取する。水分として直接摂取するほか、脂肪を体内燃焼したときに生じる代謝水もある。海水からは摂取する割合はごく少量であり、意図的に摂取しているのではないと考えられている。海水を大量に摂取した場合、排尿が促進されて脱水症状に陥る点は人間と同じである。
単独で行動するケースも見受けられるが、複数匹で群をなして行動することが多い。
また複数の実験・観察結果を通して、噴気孔付近から出すクリック音を使って同種の個体同志でコミュニケーションする可能性が指摘されている。
全般的に好奇心旺盛で人なつっこく、船に沿って泳いだりしてその姿を人間に見せることが多い。このような性格を興行やアニマルセラピーとして利用している。
しかし、上記のような平和的な印象の反面、野性のイルカでは子殺し（メスと交尾するのに邪魔となる仔イルカをオスが排除する）が確認されており、水族館では人間に攻撃する個体もいる。
より小型の種のイルカを襲うことも知られている。たとえばマレー湾では、ハンドウイルカの群が、自分たちよりもサイズの小さなネズミイルカを集団で追いつめてその歯で傷つけた挙げ句に殺してしまうといった行動がしばしば目撃されている。
同種の群れの中でも、いじめが行われることも多い。他の動物が行うような、争いという質のもの以外に、嫌がらせのような比較的小規模な攻撃を頻繁に繰り返すことにより、精神的な攻撃を行う場合もある。そのような攻撃を受けたことが原因で胃潰瘍を患うこともある。飼育環境では、そのような争いを人間に見せる行動も確認されており、上下関係を誇示する行動と考えられている。
また、酷いものでは集団の性暴力でメスを弱らせて殺す場合もあることが分かってきている。
イルカと一緒に泳いだ観光客が噛まれることも多い。また水族館で飼育されているイルカがトレーナーや観客を噛むこともある。これは手が使えないために口を使って物を掴む延長上の行動であり、多くの場合は攻撃的な意図は無い。しかし、力も体も人間の数倍あり、若い個体では歯も鋭い場合が多く危険である。
