Le régime alimentaire des tortues marines varie selon l'espèce et la taille. Certains sont des généralistes qui consomment du poisson, des méduses et des crustacés, tandis que d'autres se nourrissent exclusivement d'une seule proie, comme les éponges. Alors que les tortues marines adultes ne sont vulnérables qu'aux grands requins et prédateurs similaires, les œufs et les jeunes sont mangés par une grande variété de prédateurs. Les goélands, les ratons laveurs, les mouffettes, les chiens et les crabes consomment des œufs et des tortues marines nouvellement écloses.
Les tortues caouannes ont de très grosses têtes, ce qui les aide à écraser des proies bien protégées, comme les conques et les buccins. Les tortues luth, qui sont les plus grandes espèces de tortues marines au monde, ont un bec pointu qui les aide à attraper des méduses. Les tortues vertes sont des herbivores qui consomment principalement des herbes marines et des plantes apparentées. Cependant, les jeunes tortues vertes se nourrissent principalement de petits animaux, tels que les crustacés et les hydrozoaires. Les tortues à dos plat et les tortues olivâtres sont des omnivores opportunistes qui consomment une variété de plantes et d'animaux. Le ridley de Kemp mange des crabes, du poisson, des gelées, des crevettes et des mollusques.
Les requins tigres sont des prédateurs bien connus des tortues marines, bien que d'autres grandes espèces les consomment également. Des épaulards ont été documentés en train de capturer de grandes tortues luths. Néanmoins, les nouveau-nés sont les plus à risque. Selon Sea World, les prédateurs mangent environ 90 % des œufs et des jeunes dans chaque nid de tortues marines.
