Der Lebensraum des Tümmlers ist weltweit verbreitet. Die Tiere bevorzugen ein gemäßigtes und tropisches Klima und sind sowohl im Atlantik als auch im Pazifik zu finden nördlich wie Norwegen und Nova Scotia, südlich bis Südafrika, in der Nähe von Japan und Kalifornien und südlich bis Australien und Chile. Die Umgebung der Großen Tümmler umfasst das offene Meer und sie können auf Hawaii und Polynesien gefunden werden. Aufgrund der weiten Verbreitung des Bioms der Tümmler variieren die Meerestiere, die ihre Lebensräume teilen, von einem Ozeanklima zum anderen.
Große Tümmler, die im Atlantik leben, teilen ihren Lebensraum mit Quallen, Robben und verschiedenen Walarten, darunter Buckelwale. Diese Delfine ernähren sich hauptsächlich von Hering, Heilbutt und Kabeljau. Sie fressen auch Tintenfisch-, Hummer- und Krabbenarten. Obwohl der Große Tümmler zu den größten Meeresräubern gehört, sind sie manchmal die Beute größerer Orcas und Haie. Die großen Weißen und Tigerhaie können zusammen mit mehreren anderen kleineren Arten in den atlantischen Gewässern gefunden werden.
Große Tümmler im Pazifischen Ozean teilen ihren Lebensraum mit Ottern, Robben und Seelöwen. Auch im Pazifik sind viele Walarten zu finden, darunter der Blauwal. Hering und Makrele machen den Großteil der Nahrung der Pazifischen Delfine aus und teilen sich das tiefe Wasser mit großen Fischarten wie Thunfisch und Schwertfisch. Mehrere Lachsarten und sogar Barrakudas können im Lebensraum des Delfins im Pazifischen Ozean gefunden werden.
Während Delfine sich in jedem Klima von ähnlichen Fischarten ernähren, teilt der tropische Tümmler seine Lebensraum mit einer größeren Artenvielfalt wie Blauer Marlin, Muräne, Hammerhai und Manta man Strahlen. Der Walhai, ein riesiger, planktonfressender Fisch, teilt sich das tiefe Wasser mit Delfinen und Korallenriffe machen einen Großteil des flacheren Wassers aus. Papageienfische, Kugelfische, Clownfische und viele andere kleinere Arten leben neben Seeigeln, Seesternen und anderen Wirbellosen in der Nähe dieser Riffe.
Der Mensch ist dafür verantwortlich, die Lebensräume der Tümmler und der Lebewesen, die diese Lebensräume teilen, zu schädigen. Die Überfischung hat Kabeljau und andere Fischpopulationen, die die Hauptnahrungsquelle der Delfine sind, erschöpft. Menschen sind auch für Thunfischfangnetze verantwortlich, die Delfine und andere Kreaturen fangen, verletzen und töten. Auch die Verschmutzung durch Plastik und Pestizide schadet Delfinen. Lärmbelästigung durch Militärsonare stört die Echoortung von Delfinen und Walen. Der Mensch ist dafür verantwortlich, Delfinlebensräume von diesem Abfall und dieser Verschmutzung zu schützen und zu reinigen.