Le cycle de vie des Tortues marines est un phénomène complexe encore mal connu, car leur observation en dehors des plages de ponte est difficile. Des campagnes de baguage des femelles reproductrices organisées dans différents secteurs de leur aire de répartition, ainsi que des suivis par satellite, ont permis de fournir un certain nombre de renseignements sur cette question (distances parcourues, fréquence des pontes, fidélité à certains sites…), mais il subsiste encore de nombreuses lacunes dans nos connaissances.

Chez les Tortues marines, selon les espèces, la maturité sexuelle est atteinte entre 15 et 30 ans.

Adultes, les femelles viennent sur leur zone de reproduction tous les 2 à 4 ans en moyenne (jusqu’à 9 ans entre deux cycles de ponte). Là, elles s’accouplent avec plusieurs mâles, avant de monter quelques semaines plus tard sur une plage pour creuser un nid et y déposer une centaine d’œufs.

Pendant un cycle de ponte, une femelle peut monter pondre de 4 à 8 fois, à intervalles réguliers (de 10 à 15 jours, selon les espèces). La saison de ponte varie selon l’espèce et les régions. Par exemple, pour la tortue verte, la saison de reproduction s’étend sur toute l’année près de l’équateur (avec des pics d’activité prononcés), et sur plusieurs mois seulement en zone tropicale et sub-tropicale.

De nombreux facteurs (paramètres physico-chimiques, houle, prédation,…) peuvent nuire au développement normal du nid, et empêcher l’émergence. Si le nid n’est pas détruit, le développement des œufs va se poursuivre durant 60 jours environ (50 à 70 jours), avant l’éclosion.

A l’éclosion des œufs, les nouveau-nés sortent du nid en groupe (phase d’émergence). Périodiquement, les petites Tortues se débattent et font tomber le sable des parois du nid vers le fond dont le niveau est ainsi rehaussé, et ainsi de suite jusqu’à la surface, où elles attendent la température propice pour sortir (inférieure à 28°C, souvent la nuit ou par temps pluvieux).

Les nouveau-nés s’élancent ensuite vers la mer et nagent frénétiquement vers le large. Ils sont alors exposés à une intense prédation (oiseaux marins, crabes, poissons patrouillant le long de la plage…). La nage frénétique les nouveau-nés dure plusieurs jours pendant lesquels elles ne s’alimentent pas mais subsistent grâce aux réserves de leur sac vitellin, incomplètement résorbé à la naissance.

Si le succès à l’éclosion peut atteindre plus de 85% selon les espèces, la pression de prédation après l’éclosion est telle qu’en réalité une faible proportion les nouveau-nés survit et atteint l’âge adulte (environ 1/1000).

On ne dispose que de peu d’informations sur les quelques années qui suivent la nage frénétique les nouveau-nés vers le large, c’est la raison pour laquelle on les appelle « années perdues » ou « phase d’éclipse». On suppose que les petites Tortues mènent une vie pélagique effectuant de longues traversées en pleine mer. Les nouveau-nés de tortue verte et de caouanne ont été observés dérivant passivement sur des algues flottantes (sargasses), laissant supposer qu’à ce stade les petites Tortues se laissaient dériver avec les courants sur des lits d’algues qui leur fournissent de la nourriture. Elles quitteraient ensuite cet habitat pélagique pour rejoindre un habitat côtier fournissant des aires d’alimentation sans doute.

Après la saison de reproduction, mâles et femelles effectuent une migration vers leur site d’alimentation, auquel on pense qu’ils sont fidèles. Ils reviendront se reproduire quelques années plus tard.

Les Tortues marines peuvent effectuer de longues migrations (jusqu’à 3000 km au rythme de 30 à 50 km par jour), parfois contre les courants, pour rejoindre les aires de reproduction ( La fidélité à la zone de reproduction ne serait pas aussi absolue qu’on le pensait auparavant, et notamment très variable entre les différentes espèces et les individus ).