棱皮龜雜食性,主要以魚、蝦、蟹、烏賊、螺、蛤、海星、海參、海蜇和海藻等為食,甚至包括長有毒刺細胞的水母。它的嘴裏沒有牙齒,但是卻在食道內壁有大而銳利的角質皮刺,可以磨碎食物,然後再進入胃、腸進行消化吸收。
棱皮龜之所以長得如此巨大,是因為其吃掉大量移動緩慢的水母所致。棱皮龜只需壹天就可吃掉相當於自身體重73%的食物,相當於1.6萬卡路裏,高出其生存所需3到7倍,這也是為何棱皮龜這種號稱“吃水母機器”需要鋒利牙齒的原因。
盡管棱皮龜有著出色的消化系統,但它們依然無法區分水母和海水中塑料垃圾漂浮物,這是棱皮龜正面臨滅絕的最大擔憂。