L'ornithorynque chasse sous l'eau et utilise des capteurs dans son bec pour trouver et ramasser les petites proies vivant au fond de la rivière ou du lac où ils chassent. Ils restent immergés 1 à 2 minutes puis remontent à la surface pour respirer et manger leur proie.
L'ornithorynque se nourrit d'invertébrés aquatiques, tels que les larves d'insectes, les coléoptères nageurs, les punaises d'eau, les têtards, les vers, les muscles, les escargots, les crevettes, les œufs de poisson et les petits poissons. Ils chassent principalement la nuit et passent 10 à 12 heures par jour à chercher de la nourriture. Sous l'eau, l'ornithorynque utilise des lambeaux de peau pour fermer ses yeux, ses oreilles et ses narines, et s'appuie entièrement sur des électro-récepteurs et des capteurs de pression dans son bec pour naviguer et trouver des proies. Les petites proies sont tamisées à partir de matières non comestibles et les plus grosses proies sont capturées individuellement.
L'ornithorynque stocke la nourriture capturée dans des poches pour les joues et la ramène à la surface. Ils mâchent leur nourriture en utilisant des plaques de broyage spéciales avec des cornes, et ils utilisent de petits morceaux de gravier pour aider à broyer leur nourriture.
Les ornithorynques, en particulier les mâles, sont des créatures solitaires et n'aiment pas entrer en contact avec d'autres ornithorynques. Les ornithorynques ont des territoires de chasse bien définis et évitent de chasser en même temps que les autres ornithorynques.
