分布于大西洋中。模式产地在美洲和亚洲的海域。中国产于西沙群岛、海南岛、广东、台湾、福建、浙江、江苏、山东省沿海地区。

玳瑁主要活动于热带和亚热带海域的浅水礁湖和珊瑚礁区，珊瑚礁中的洞穴和深谷给它们提供休息的地方，而生长于其中的海绵更是他们最主要的食物，玳瑁是已知的唯一的主食海绵的爬行动物。海绵主要成分是二氧化硅，所以玳瑁也是唯一能消耗玻璃的海龟。由于部分海绵含有剧毒，因此玳瑁肉中往往富集有大量高毒性物质。

此外，由于环境的变化，海龟种群可能面临毁灭性的打击，爬行动物的性别受控于孵化温度，如果全球气候继续变暖，某些温暖地带的产卵场也许只能孵出雌龟。玳瑁通常需要几十年才能成熟，第一次繁殖的年龄在20至40岁。目前尚不知道玳瑁一生中是一夫一妻制还是杂乱交配。它们会回到出生地，在它们将来筑巢的海岸不远处的荫蔽礁湖中进行交配，而后雌龟会拖着它们沉重的躯体单独上岸，在沙滩上挖坑穴产卵，其中每穴100-250枚不等，在数个小时的筑巢和产卵过程结束后，雌龟就会返回大海。产卵是目前已知玳瑁离开海洋的唯一理由。雌玳瑁每2－3年交配一次，每个繁殖期中能产下3－6窝卵，每隔14－16日产一次卵。大西洋玳瑁的繁殖期一般是4－11月，而生活在印度洋的玳瑁种群繁殖期则是9月至翌年2月；在太平洋中，中国沿海的玳瑁一般是每年3－4月繁殖，而在马来西亚的海龟岛上，玳瑁则会于7－10月产卵。孵化期约为2个月。

玳瑁的外形与其他海龟大致相似，独有的特点是鹰喙般的嘴，以及躯体后部锯齿状的缘盾。头部具对称的鳞片，前额鳞2对。鼻孔近于吻端，吻长而侧扁，上颌钩曲，嘴似鹦鹉，颌缘锯齿状。幼时背甲的盾片呈覆瓦状排列，随着年龄的增长而逐渐呈平铺状镶嵌排列。颈盾短宽；椎盾5块，中央有一明显的棱脊；肋盾4对，第2对最大；缘盾每侧各11块，相邻第2对肋盾的缘盾开始排列呈锯齿状；臀角板2块，其间有一缝隙。腹甲前缘有较小的喉角板；两侧自肱角板、胸角板、腹角板、股角板至肛角板中间，均有1条隆起。在腹部中沟两侧形成两条明显的棱嵴，每侧甲桥处有4块下缘盾，在腋、胯区尚有数块小角板。四肢扁平呈桨状，覆被大鳞，前肢较大，具有2爪，后肢短小，仅具1爪。尾短小，不露于甲外，背甲棕红色或棕褐色，有光泽，缀有浅黄色小花纹，头及四肢呈棕色。

玳瑁有两个亚种，其中太平洋玳瑁分布于印度洋-太平洋地区，大西洋玳瑁分布于大西洋中。

注：过去中国和日本的渔民常会猎取玳瑁，挖其巢穴以食用它的肉和蛋，另外玳瑁的盾片上有非常美丽的花纹，自古就作为珍稀宝石制作首饰或装饰器具，同时也是名贵的中药原料，正因如此，野生玳瑁种群饱受威胁。现今，很多国家已全面禁止猎捕玳瑁，玳瑁产品也被禁止进出口。