Chaque espèce de cétacé occupe une niche écologique précise définie par sa température préférée et sa profondeur. Le ziphius vit entre 200 et 3000 m, la baleine boréale au bord de la banquise (-1 à 4°C), le dauphin tropical en surface chaude (24-30°C).
La préférence thermique d’une espèce résulte d’un compromis entre sa thermorégulation (épaisseur du blubber, rete mirabile, surface corporelle) et la disponibilité de ses proies. Les grandes baleines bleues et boréales tolèrent les eaux polaires car leur masse et leur graisse limitent les pertes thermiques, tandis que les petits delphinidés tropicaux restent en eaux chaudes faute d’isolation suffisante.
On parle aussi de niche bathymétrique : le ziphius de Cuvier plonge à plus de 2 000 m pour traquer les céphalopodes mésopélagiques, alors que le marsouin commun reste en plateau continental (moins de 200 m). Le réchauffement des océans déplace ces niches, poussant des espèces tempérées comme le grand dauphin vers le nord et raréfiant la baleine boréale au bord de la banquise arctique en recul.
L’habitat conditionne la distribution : migrations annuelles, courants océaniques, hotspots d’observation et changement climatique.
