Der Große Tümmler erreicht eine Größe von 2 - 4 m und ein Gewicht von 150 - 650 kg. Seine Haut ist grau gefärbt, wobei die Unterseite etwas heller ist. An der Spitze des Kopfes befindet sich eine kräftige Schnauze. In der Körpermitte sitzt eine Finne mit einer leicht hakenförmigen Spitze. Die Flipper sind lang und schlank mit einem spitzen Ende. Der Delphin lebt gesellig in Schulen von etwa 15 Tieren, die sich manchmal auch zu großen Herden zusammenschließen. In diesen Gruppen besteht ein starker sozialer Zusammenhalt mit gegenseitiger Hilfestellung. Ist ein Tier z. B. nicht in der Lage selbständig die Wasseroberfläche zu erreichen, wird es von den anderen Gruppenmitgliedern zum Atmen nach oben getragen. Die Orientierung erfolgt mittels Ultraschallortung. Die Laute bewegen sich dabei in einem Frequenzbereich von 0,25 - 220 kHz.

Das Vorkommen erstreckt sich über alle Meere mit Ausnahme der Polargebiete. Bevorzugt lebt der Große Tümmler aber in wärmeren, küstennahen Gewässern.

Im Alter von etwa 8 Jahren wird er geschlechtsreif. Nach einer Tragzeit von 10 - 12 Monaten bringt das Weibchen meist im Sommer ein Kalb zur Welt. Bei der Geburt sind mindestens zwei Familienmitglieder als Helfer zur Stelle, die Mutter und Kalb vor Haien beschützen, die möglicherweise durch das austretende Blut angelockt werden. Das Jungtier wird 16 Monate lang von der Mutter gesäugt. Aufgrund dieser langen Zeit bekommt ein Weibchen nur alle 2 - 3 Jahre ein Junges.

Die Nahrung besteht aus Fisch, Tintenfisch und Krebstieren. Meist wird in Bodennähe nach der Beute gejagd. Ein Tauchgang kann dabei bis zu 15 Minuten dauern.

Natürliche Feinde des Großen Tümmlers sind Haie und Schwertwale. Er hat eine Lebenserwartung von bis zu 50 Jahren.

Vielen Menschen ist er durch die Fernsehserie "Flipper" bekannt geworden.