As fêmeas de tartaruga-cabeçuda (Caretta caretta) atingem a maturidade sexual tardia, geralmente entre 25 e 35 anos de idade (alguns estudos indicam 30-35 anos). Uma vez maduras, migram de áreas de alimentação para praias de desova (frequentemente sua praia natal — natal homing) a cada 2 a 3 anos (intervalo de remigração).
O acasalamento ocorre na água, próximo às praias de desova, na primavera e verão. A fêmea pode acasalar com múltiplos machos ao longo de vários dias (poliginandria), armazenando esperma para fertilizar múltiplas ninhadas (clutches) daquela temporada (tipicamente 3-5 ninhadas, intervalo ~2 semanas). Após o último acasalamento, inicia a desova noturna nas praias.