O Physeter macrocephalus, comumente conhecido como cachalote, é encontrado em todos os oceanos do mundo. Sua distribuição é ampla, variando do equador até as bordas das calotas polares nos hemisférios Norte e Sul. Notavelmente, é prevalente em águas oceânicas profundas e é menos comum em mares rasos e baías.

Os cachalotes habitam águas oceânicas profundas e abertas, geralmente encontradas em áreas onde a profundidade do oceano é de pelo menos 1.000 metros (3.280 pés). Eles preferem águas com disponibilidade suficiente de presas, geralmente em torno de plataformas continentais, montes submarinos e cânions, onde sua principal fonte de alimento, as lulas, é abundante. A espécie é conhecida por mergulhar a grandes profundidades, frequentemente excedendo 1.000 metros, para caçar.

Os cachalotes são predadores de topo que se alimentam principalmente de lulas, incluindo a lula gigante, bem como de peixes. Seu nicho ecológico envolve a caça em águas profundas, facilitada por suas habilidades altamente desenvolvidas de ecolocalização, que lhes permitem navegar e detectar presas nas escuras profundezas oceânicas. Este papel de nicho é crítico para manter o equilíbrio do ecossistema de águas profundas.