Der Große Tümmler ist grau gefärbt und hat einen helleren Bauch. Er kann zwischen 1,9 und 4 Meter lang werden. Sein Gewicht liegt in der Regel zwischen 150 und 300 kg, kann aber auch bis zu 650 kg erreichen. Ein neugeborenes Kalb ist 65 bis 105 cm groß und 15 bis 30 kg schwer. Charakteristisch ist die kurze Schnauze, die diesem Delfin wegen ihrer Form seinen englischen Namen Bottlenose Dolphin (Bottlenose = Flaschennase) verliehen hat und mit bis zu 80 homogenen Zähnen besetzt ist. Dank seiner sichelförmigen dunklen Finne kann man ihn gut erkennen. Der große Tümmler stößt, wie alle anderen Delfine auch, etwa alle zwei Stunden die äußeren Hautzellen ab (peeling). Diese permanente Regeneration reduziert den Strömungswiderstand und findet auch in der Regenerationsforschung für den Menschen und im Schiffbau Beachtung.