Cá heo nghe thấy khi âm thanh trong nước dội từ xương hàm của cá heo vào tai giữa. Cá heo có thể nghe tốt hơn nhiều so với con người và thính giác của chúng thậm chí còn tốt hơn cả chó.
Quá trình nghe theo cách này được gọi là định vị bằng tiếng vang. Cá heo gửi sóng âm qua mặt nước bằng trán của chúng. Khi âm thanh dội lại từ các vật thể, chúng sẽ tạo ra tiếng vọng gửi lại cá heo. Chúng cảm thấy tiếng vọng dội lại từ hàm của chúng và mỗi sinh vật phát ra một loại tiếng vọng khác nhau. Những tiếng vọng này giúp cá heo xác định loại vật thể xung quanh và cá heo có thể xác định khoảng cách của vật thể bằng cường độ của tiếng vang.
Cá heo không có khứu giác, vì vậy chúng phải dựa vào thính giác và thị giác để giúp chúng tránh những kẻ săn mồi và tìm thức ăn. Chúng cũng phải có khả năng nghe được giao tiếp của những con cá heo khác trong nước.
Cá heo tạo ra nhiều loại âm thanh khác nhau như một hình thức giao tiếp. Họ sử dụng tiếng rên rỉ, tiếng nhấp, tiếng huýt sáo và tiếng rít để giao tiếp. Chúng có thể nghe âm thanh lên đến 150 kHz trong khi con người có thể nghe âm thanh lên đến 20 kHz, vì vậy mặc dù thực tế là chúng không nghe được theo cách giống như con người, nhưng thính giác của chúng vượt trội hơn nhiều.
