Alle soorten binnen de taxonomische groep Odontoceti (tandwalvissen), met uitzondering van de potvis (waarvan de mannetjes minstens 18 m lang kunnen worden), zijn kleine tot middelgrote walvissen, dolfijnen en bruinvissen. Sexuele tweevormigheid is de regel. Karakteristiek voor de tandwalvissen is de levenslange aanwezigheid van tanden (hoewel in sommige soorten de tanden in het tandvlees of kaakbot verdwijnen, in andere soorten afslijten of uitvallen, en in weer andere soorten rare vormen aannemen). Ook karakteristiek voor deze soorten is het enkele spuitgat, en asymetrische schedel met een holvorming profiel, een borstbeen met drie of meer delen, een complex systeem van neuszakken, en een vettig orgaan in het voorhoofd, de meloen.
Het wordt algemeen aangenomen dat alle tandwalvissen in staat zijn tot echolocatie. Ze kunnen gespecialiseerde geluiden produceren om te navigeren, voedsel te vinden, en roofdieren te ontwijken. Deze eigenschap is echter niet voor alle soorten bewezen, maar alleen experimenteel vastgesteld voor enkele soorten die met success in gevangenschap zijn gehouden.
De Odontoceti voeden zich met o.a. vis en inktvis.