Estudios demuestran que los delfines tienen una esperanza de vida inferior en cautividad que en libertad. En la naturaleza, se estima que la esperanza de vida máxima de los delfines es de unos 50-60 años, mientras que en cautividad rara vez viven más de 20. Estos datos no hacen más que demostrar que el estrés que les provoca la cautividad es, como mínimo, igual de mortal que los peligros de estos animales encuentran en la naturaleza: depredadores, escasez de alimentos, parásitos o amenazas provocadas por el hombre, como la polución – y debemos tener en cuenta que en estos centros reciben cuidados veterinarios que en la naturaleza no tendrían.

Se ha calculado que la mortalidad de las orcas en cautividad es 3 veces mayor que en la naturaleza. Mientras en la naturaleza pueden vivir hasta 70 años los machos y 100 años las hembras, en los delfinarios pocas viven más allá de los 25.

En el caso de las belugas, la esperanza de vida media es de 40-70 años. Estudios realizados analizando sus aros dentales indican que éstas viven en cautividad la mitad de lo que harían en la naturaleza.

 Incluso la Asociación Europea de Zoos y Acuarios (EAZA), que entre sus 33 asociados cuenta con 18 delfinarios, declara que la mortalidad de los delfines es alta y la población insostenible. En su informe anual de 2003 escribieron "la mortalidad neonatal es un problema mayor que deja a la población total ex-situ de delfines mulares lejos de ser auto-sostenible. A falta de investigaciones patológicas el problema no se ha resuelto".

La principal causa de muerte de estos animales en cautividad son las infecciones bacterianas como la neumonía y la septicemia. Otros motivos de muerte pueden ser por agresiones de otros animales, torsiones intestinales - provocadas generalmente por el estrés, muertes durante el parto e incluso por comportamientos auto-destructivos (tendencias suicidas) o enfermedades como la tuberculosis o el virus del Nilo Oeste, pero dado que no hay obligación legal de computar las muertes de crías de menos de un año (cuya mortalidad se calcula en el 40-50%) y que no todos países establecen la obligación de registrar las muertes de sus animales, el índice de mortalidad de los cetáceos en cautividad se desconoce, pero es casi definitivamente más alto de en las poblaciones salvajes sanas. A estos datos debería añadirse también los animales que mueren durante las capturas para reflejar el total de muertes provocadas por el cautiverio.