É a maior das baleias dentadas (odontocetos) e o maior predador com dentes. É o único membro vivo do gênero Physeter e uma das três espécies existentes na superfamília Physeteroidea, juntamente com o cachalote-pigmeu e o cachalote-anão do Kogia. É um mamífero pelágico com distribuição mundial e migra sazonalmente para alimentação e reprodução. As fêmeas e os machos jovens vivem juntos em grupos, enquanto os machos maduros vivem vidas solitárias fora da época de acasalamento. As fêmeas cooperam para proteger e amamentar seus filhotes. As fêmeas dão à luz a cada quatro a vinte anos e cuidam dos bezerros por mais de uma década. Um cachalote maduro tem poucos predadores naturais, embora bezerros e adultos enfraquecidos às vezes sejam mortos por grupos de orcas (Orcinus orca).
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