เต่าทะเลเป็นสัตว์ดึกดำบรรพ์ ที่เคยมีหลักฐานพบว่าอาศัยอยู่ทั่วไปในสมัย 130 ล้านปีก่อน นอกจากนั้นยังมีหลักฐานว่าเคยพบซากโบราณ (Fossil) ก่อนหน้านั้นไม่น้อยกว่า 200 ล้านปีการแพร่กระจายของเต่าทะเล พบอยู่เฉพาะในทะเลเขตร้อนและเขตอบอุ่น เต่าทะเลทั่วโลกพบอยู่ 8 ชนิดด้วยกัน คือ เต่ามะเฟือง (Dermochelys coriacea), เต่าตนุ (Chelonia mydas), เต่าหลังแบน (Chelonia depressa),
เต่ากระ (Erethmochelys imbricata), เต่าหัวฆ้อน (Caretta caretta), เต่าหญ้า (Lepidochelys olivacea) เต่าหญ้าแอตแลนติค (Lepidochelys kempii) และเต่าดำ (Chelonia agassizii) ในประเทศไทยพบเต่าทะเลเพียง 5 ชนิด คือ เต่ามะเฟือง, เต่าตนุ,
เต่ากระ, เต่าหญ้า, และเต่าหัวฆ้อนโดยเต่าหัวฆ้อนไม่เคยพบ