Deniz kaplumbağalarının, kutup bölgeleri hariç, dünyadaki her okyanus havzasında yaşadığı bilinmektedir. Kıyı bölgelerinde de bulunabilirler ve yiyecek bulmak için uzun mesafelere göç ederler.
Deniz kaplumbağaları yalnız olma eğilimindedir, bu yüzden sık sık birlikte grup halinde oturmazlar. Yumurtalarını bıraktıkları zaman dişi kaplumbağalar dışında hayatlarının çoğunu denizde geçirirler. Deri sırtlı kaplumbağalar, sudayken en düşük sıcaklıklara dayanabilir. Yetişkin deniz kaplumbağaları, koylar gibi sığ sularda bulunur. Genç kaplumbağalar, derin sularda yüzmeden önce bir yıl boyunca mercan resiflerinde kalırlar.