O processo de reprodução das tartarugas começa algumas semanas antes da época de desova. Dois ou mais homens podem cortejar uma mulher ao mesmo tempo. Eles copulam na água; algumas semanas depois, a fêmea emerge na praia à noite para botar e enterrar entre 50 a 200 ovos na areia. As fêmeas fazem ninhos a cada dois ou três anos e podem colocar até nove ninhos a cada temporada.
As tartarugas marinhas fêmeas freqüentemente emergem sozinhas durante a maré alta para colocar seus ovos. Usando suas nadadeiras dianteiras, eles cavam um buraco para o corpo e, em seguida, criam uma cavidade de ovo usando suas nadadeiras traseiras. Os ovos são envolvidos por um muco espesso e claro que ajuda a protegê-los. As fêmeas enterram seus ovos para mantê-los úmidos, escondê-los de predadores e manter a temperatura correta. Todo o processo pode levar mais de duas horas, após as quais as fêmeas voltam para a água.
As tartarugas marinhas atingem a maturidade sexual quando atingem um certo tamanho, embora algumas espécies continuem a crescer. O tamanho exato da carapaça varia de acordo com a espécie, com os bicos-de-pente alcançando até 37 polegadas. A idade também varia dramaticamente entre as espécies; as tartarugas-de-pente podem atingir a maturidade sexual logo aos três anos, enquanto as tartarugas marinhas verdes podem levar até 50 anos.
