生殖季節到了，經過幾年甚至十幾年的生長已達到性成熟的海龜都踏上返回故鄉的征程，到它們的出生地去生兒育女。人們將標記係在海龜身上，研究它們在海裏的行動情況，發現它們並不是任意漂泊遊蕩，而是向著目的地迅速前進。棱皮龜的遊速可達每小時14千米以上。在南非塔爾標誌的一隻蛸龜，91天後在東非沿岸向北2500多千米處被捕到。在巴西近海棲息的棱皮龜經過8個星期的跋涉，不吃不喝，橫渡1400海裏，到大西洋的複活節島上產卵。還有的記錄更遠，從南美洲到非洲西部，其間的距離達5920千米。據美國科學家經連續4年研究後報告，棱皮龜在遷移時走的是一條界線分明而又狹窄的路。經對8隻海龜跟蹤研究，它們剛在哥斯達黎加產過卵，發現它們所走的路線都處於一條狹窄的“走廊”內，最寬也隻有幾百千米。其中的兩隻前後相隔13天，先後離開同一海岸，37天遊了700多千米之後，科學家發現它們彼此相距隻有20千米。之所以如此，科學家們猜測可能和海流或食物的來源有關。海龜都有非凡的導航能力，它們憑借天生的歸家感覺、光羅盤感覺、時間校正感覺和位移感覺，能準確無誤地遊回出生地。據實驗，地球磁場是海龜導航的“生物羅盤”，而波浪又是超過地球磁場的主導航地圖。還有的認為海龜能探知溶解於水中的化學物質，能在幾百千米以外感測到其出生地溶解在水中的特有的化學信號。還有的認為小海龜一出世，就把當地環境的情況，如海水的特殊化學物質、海灘沙石的氣味等全部載入它的記憶庫，等長大後，憑記憶的引導就能返回老家。
海龜的產卵場大多分布於熱帶和亞熱帶區域。玳瑁在熱帶圈內珊瑚礁發達的地方產卵，如西印度群島、澳大利亞北部、印度尼西亞內海島嶼上；棱皮龜主要在馬來亞半島和圭亞那產卵；綠海龜也是在熱帶海域產卵；蠵龜則在亞熱帶和溫帶產卵，如澳大利亞、日本、地中海東部等地。例如澳大利亞海岸北端的萊因珊瑚島上，有時一個晚上上岸產卵的海龜多達1萬多隻，在30千米半徑範圍內達15萬隻。再如中美洲南部哥斯達黎加的海濱城市奧斯契納爾城有一條寬50米、長4千米的沙灘，是世界著名的海龜產卵場之一。每年9月中旬，幾天時間就會有20萬隻海龜上岸產卵。我國南海諸島如西沙群島也是海龜的重要繁殖場。每年洄遊到西沙和南沙群島的海龜有14000～40000隻，到南海北部的有2500～5500隻，到北部灣的有500～800隻。