自然状态下的虎鲸一般会浮出水面呼吸一次，然后在潜入水中进行3至5分钟的静止水面。
不过在美国海洋世界中的虎鲸因为离开了自然环境，它们以浮出水面的方式睡眠。虎鲸在睡眠中一半的大脑停止工作，另一半大脑则处于迷迷糊糊的状态，这种左右大脑交替休息的状态被称为USWS的脑慢波睡眠。之所以有一半大脑仍然具备一定技能，是因为要控制身体在海洋中的状态，对危险做出反应等等。
虎鲸用肺呼吸，需要浮出水面换气，平均每次潜水5分钟左右，最长可达17分钟，活动海域范围一般不超过60米深。虎鲸每次吸入的空气量是非常多的，因此在一次呼吸过后它们可以重新潜入水中，可以很长时间不呼吸。在进行下一次呼吸的时候，它们同样会先喷出水柱，然后再吸入气体，这样周而复始。
鲸由于用肺呼吸，因而不能在水下停留很长的时间，一般在半小时左右，就必须到水面上呼吸一次短的10多分钟就得出来一次
