I delfini hanno un corpo affusolato, adattato per nuotare velocemente. Usano la pinna come organo motore. La testa contiene un organo particolare e voluminoso, utilizzato per l'orientamento e 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 un'espressione simile ad 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 strutturata, per complessità 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 una figura a 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 sino a 35 anni.