L'habitat des grands dauphins se trouve dans le monde entier. Les animaux préfèrent un climat tempéré et tropical et peuvent être trouvés dans les océans Atlantique et Pacifique, aussi loin au nord jusqu'en Norvège et en Nouvelle-Écosse, au sud jusqu'en Afrique du Sud, près du Japon et de la Californie et au sud jusqu'en Australie et Chili. L'environnement des grands dauphins comprend l'océan ouvert et ils peuvent être trouvés à Hawaï et en Polynésie. En raison de la large distribution du biome des grands dauphins, les animaux marins qui partagent leurs habitats varient d'un climat océanique à l'autre.
Les grands dauphins vivant dans l'océan Atlantique partagent leur habitat avec les méduses, les phoques et plusieurs espèces de baleines différentes, dont les baleines à bosse. Ces dauphins se nourrissent principalement de hareng, de flétan et de morue. Ils mangent également des espèces de calmar, de homard et de crabe. Bien que le grand dauphin soit l'un des plus grands prédateurs marins, il est parfois la proie d'orques et de requins plus grands. Les grandes espèces de requins blancs et tigres peuvent être trouvées dans les eaux de l'Atlantique, ainsi que plusieurs autres espèces plus petites.
Les grands dauphins de l'océan Pacifique partagent leur habitat avec les loutres, les phoques et les lions de mer. De nombreuses espèces de baleines peuvent également être trouvées dans le Pacifique, y compris la baleine bleue. Le hareng et le maquereau constituent l'essentiel du régime alimentaire des dauphins du Pacifique et partagent les eaux profondes avec de grandes espèces de poissons comme le thon et l'espadon. Plusieurs espèces de saumon et même des barracudas peuvent être trouvées dans l'habitat du dauphin dans l'océan Pacifique.
Alors que les dauphins se nourrissent d'espèces de poissons similaires dans tous les climats, le gros nez tropical partage son habitat avec une plus grande variété de créatures telles que le marlin bleu, les murènes, les requins-marteaux et les manta des rayons. Le requin-baleine, un poisson géant mangeur de plancton, partage les eaux profondes avec les dauphins et les récifs coralliens constituent une grande partie des eaux moins profondes. Des poissons perroquets, des poissons-globes, des poissons-clowns et de nombreuses autres espèces plus petites vivent à proximité de ces récifs, ainsi que des oursins, des étoiles de mer et d'autres invertébrés.
Les humains sont responsables de nuire aux habitats des grands dauphins et des créatures qui partagent ces habitats. La surpêche a épuisé la morue et d'autres populations de poissons qui sont la principale source de nourriture des dauphins. Les humains sont également responsables des filets de pêche au thon qui capturent des dauphins et d'autres créatures, les blessent et les tuent. Il a également été démontré que la pollution par les plastiques et les pesticides nuisait aux dauphins. La pollution sonore des sonars militaires interfère avec l'écholocation des dauphins et des baleines. Les humains sont responsables de la protection et du nettoyage des habitats des dauphins contre ces déchets et cette pollution.
