Zeeschildpadden paren in open zee. De copulatie kan wel zes uur duren. Het vrouwtje paart in een korte periode met verscheidene mannetjes en slaat het sperma op. Ongeveer twee weken na deze periode klimt ze 's nachts het strand op om een nest te maken. Met haar voorflippers maakt ze een stukje van het strand dat ze geschikt vindt schoon. Vervolgens graaft ze met haar achterflippers een flesvormige kuil, waarin ze ongeveer honderd eieren ter grootte van een pingpongballetje legt. Voor ze naar zee terugkeert dekt ze het nest af met zand. Ze zal nooit meer naar dit nest terugkeren, want zeeschildpadden kennen geen broedzorg. Het sperma dat ze in de paringsperiode heeft opgeslagen, gebruikt ze om een volgende set eieren te bevruchten. Na tien tot twintig dagen komt ze terug naar het strand om een tweede nest te maken. In totaal kan een vrouwje per seizoen twee tot zes nesten maken. De meeste vrouwtjes broeden niet elk jaar. Het interval tussen twee broedseizoenen kan voor volwassen vrouwjes variëren van een tot negen jaar, afhankelijk van de soort.