玳瑁對食物的選擇很有特點,這也說明了玳瑁人工飼養並不會很輕鬆,但是在廣袤的海洋裡,玳瑁的食物還是很豐富的,
玳瑁喜歡在珊瑚礁、大陸架或是長滿褐藻的淺灘中覓食。雖然玳瑁是雜食性動物,它們最主要的食物仍是海綿。海綿佔據了加勒比玳瑁種群膳食總量的70-95%。它們的食量很大,如加勒比的玳瑁一年平均能消耗544千克海綿。不過像其他以海綿為食的動物一樣,玳瑁只覓食幾個特定的海綿物種,除此之外其他海綿不會成為它們的食物。加勒比玳瑁主要覓食尋常海綿綱,特別是星骨海綿目、螺旋海綿目,和韌海綿目海綿;玳瑁食用的海綿物種已知有Geodia gibberosa(一種表面有很多凹洞的缽海綿)。
除海綿外,玳瑁的食物還包括海藻以及水母和海葵等刺胞動物。玳瑁還會捕食極為危險的水螅綱動物僧帽水母。
玳瑁對於其獵物有很強的適應力和抵抗力,它們覓食的一些海綿,如Aaptosaaptos(暗紅色肉球狀)、雞肝海綿、Tethyaactinia(翠綠色或褐綠色球狀,偶有橙色個體)、Spheciospongia vesparium(暗紅色酒罈狀)和寄居蟹皮海綿對於其他生物體來說是劇毒且往往是致命的。