Bốn mươi loài cá heo sống ở nhiều vùng khí hậu khác nhau, từ Bắc cực, nơi sinh sống của cá voi sát thủ, đến vùng Caribê, nơi được ưa thích bởi cá heo mũi chai. Thậm chí, lưu vực sông Amazon là nơi sinh sống của một số cá heo, bao gồm cả cá heo không vây có nguy cơ tuyệt chủng, theo Whale Facts.
Cá heo sống tốt ở các vùng khí hậu khác nhau do khả năng thích nghi. Cá heo Tucuxi phát triển mạnh trong môi trường nước mặn và nước ngọt dọc theo các đường bờ biển phía đông của Nam và Trung Mỹ. Cá voi Orca có màu lông đen để cách ly cơ thể khỏi vùng nước Bắc Cực, còn cá heo thích sinh vật phù du bơi ở vùng nước ấm và nông ven biển. Cá heo sông Hằng có chiếc mỏ dài và hẹp, hoàn toàn thích hợp để đào các bãi bùn và các khe nhỏ để kiếm thức ăn.