A las orcas les gusta comer peces (incluidos los tiburones), cefalópodos (calamares y pulpos), así como otros mamíferos marinos, y en ocasiones incluso tortugas y aves marinas.

Al igual que otras especies de delfines, las orcas pueden utilizar la ecolocación para cazar, produciendo ondas sonoras que rebotan contra los objetivos o los animales de presa, lo que permite que las orcas conozcan información como el tamaño del animal y la distancia a la que se encuentra.

Los estudios han demostrado que las poblaciones residentes tienden a alimentarse de peces, mientras que las poblaciones migratorias prefieren los mamíferos marinos.