虎鲸全年都能进行交配，雌性每3～5年生育一次，怀孕期为1年，每胎产1仔，哺乳期也需要1年左右。在出生后的1～2年内，幼仔只能发出粗厉的声音。随着年龄的增长，它们逐渐模仿成体的声音，并在5年的时间里学会了复杂多变的“语言”。虎鲸是一种多配性的动物，在西北太平洋主要在5～7月间进行交配，而在东北太平洋，则大多数是在10月至次年3月间产仔。

雄性成熟后体长约为5.2～6.2米，而雌性则是4.6～5.4米。雌性在11～16年之间才会生产第一个可存活的仔鲸，其最小记录长度为2.28米。它们通常每隔五个繁殖周期就会再次受孕，即到40岁时停止生育，但此后可能会有十余年的休眠期间，再度开始繁殖。平均寿命估计达80～90岁，而雄性的平均寿命约29岁，最长寿命可达50~60岁。

科学家们最近对虎鲸线粒体进行了研究，他们发现至少存在三种不同的虎鲸物种，这表明全球海域中并非只有一种虎鲸。此前，对139只来自不同海域的虎鲸进行了高度平行测序技术分析，其中包括南极附近生活以鱼和海豹为食的两种可能属于新物种，以及北太平洋地区存在新的虎鲸种群。

尽管历史上曾经因为水族馆表演而导致大量捕捞，但目前已经没有直接捕猎虎鲸的情况发生。不过，由于污染、交通干扰以及其他因素，如今某些地方的小型族群仍然面临威胁。在《世界自然保护联盟》2000年的濒危物种红色名录中，被列为低危等级。但尽管如此，一些地方如华盛顿州与英属哥伦比亚，还有日本外海等区域，都有报告指出这些地方的小型族群数量正在减少，并受到众多威胁。

截至目前，我们对这项生物所知还不够充分，因此它被归类于数据缺乏（DD）。为了更好地理解和保护这种神秘生物，我们需要继续深入研究其行为模式、栖息地以及面临的问题，以确保这个庞大的但脆弱的大脑拥有足够空间来发挥其智慧和情感能力。