Sarki régiók: A gyilkos bálnák jól illeszkednek a hideg környezethez, és megtalálhatók az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon egyaránt. Ezekben a sarki régiókban jéggel borított vizeken hajóznak, és olyan prédákkal táplálkoznak, mint a fókák, oroszlánfókák és halfajták, például tőkehal és lazac. Vastag zsírrétegük szigetelést biztosít a hideg körülményekkel szemben.
Mérsékelt égövi régiók: A gyilkos bálnák számos mérsékelt övi part menti vízben és óceánban élnek, beleértve a Csendes-óceánt, az Atlanti-óceánt és az Indiai-óceánt. Ezeken a területeken vegyes vízhőmérsékletet tapasztalhatnak. Például az Atlanti-óceán északi részén élő gyilkos bálnák hidegebb hőmérséklettel nézhetnek szembe, mint a Földközi-tengeren.
Trópusi régiók: A gyilkos bálnákról is ismert, hogy trópusi vizekre merészkednek. Például a Hawaii-szigetek, a Karib-tenger és Ausztrália partjainál található vizek közelében találhatók. Ezekben a trópusi környezetben a gyilkos bálnák melegebb éghajlaton is boldogulhatnak, halakkal, tintahalakkal és még tengeri teknősökkel is táplálkozhatnak.
Fontos megjegyezni, hogy a kardszárnyú bálnák nagy távolságokat utazhatnak, és szezonálisan vándorolhatnak a különböző régiók között, hogy megtalálják az optimális feltételeket a vadászathoz és a szaporodáshoz. Kiterjedt tartományuk és a különféle vízhőmérsékletekhez való alkalmazkodási képességük hozzájárul ahhoz, hogy világszerte a tengeri ökoszisztémák csúcsragadozójaként sikeresek legyenek.