La dieta delle tartarughe marine varia a seconda delle specie e delle dimensioni. Alcuni sono generalisti che consumano pesce, meduse e crostacei, mentre altri si nutrono esclusivamente di una singola preda, come le spugne. Mentre le tartarughe marine adulte sono vulnerabili solo ai grandi squali e predatori simili, le uova e i giovani vengono mangiati da un'ampia varietà di predatori. Gabbiani, procioni, moffette, cani e granchi consumano uova e tartarughe marine appena schiuse.
Le tartarughe marine hanno teste molto grandi, che aiutano a schiacciare prede ben protette, come conchiglie e buccini. I leatherback, che sono le specie di tartarughe marine più grandi al mondo, hanno becchi taglienti che li aiutano a catturare le meduse. Le tartarughe marine sono erbivori che consumano principalmente erbe marine e piante affini. Tuttavia, le giovani tartarughe marine vivono principalmente su piccoli animali, come i crostacei e gli idrozoi. Le tartarughe marine Flatback e Olive Ridley sono onnivori opportunisti che consumano una varietà di piante e animali. Il ridley di Kemp mangia granchi, pesce, gelatine, gamberetti e molluschi.
Gli squali tigre sono predatori ben documentati delle tartarughe marine, anche se anche altre grandi specie li consumano. Le orche sono state documentate catturando grandi tartarughe marine. Tuttavia, i piccoli sono a maggior rischio. Secondo Sea World, i predatori mangiano circa il 90% delle uova e dei giovani in ogni nido di tartarughe marine.
