[12] La hierba tortuga presenta una amplia área de distribución por todo el Mar Caribe habiéndosele señalado para México el Golfo de México,[13] hacia el norte del estado de la Florida – Estados Unidos[14][15][16] y las islas Bermudas[14] En centro América se tiene reporte para Belice[17][18][16] para las islas del Caribe se ha señalado en las Bahamas[19] a las costas caribeñas de sur América se le ha señalado para Colombia[16][20] y Venezuela[21][8][14] Thalassia testudinum habita en praderas en aguas tranquilas de arena gruesa fangosa, grueso y fondos marinos arcillosos, especialmente aquellos con un contenido calcáreo.
Esta hierba la favorece aguas de alta salinidad con baja turbidez como las lagunas tranquilas.
Esto tiene lugar principalmente en primavera y principios de verano, pero puede ocurrir en cualquier momento del año y los resultados en un aumento en el tamaño del área de la comunidad.
Las frutas se desarrollan en un período dos a cuatro semanas, y se desprenden alejándose por acción del oleaje y corrientes esta pueden flotar cerca de ocho semanas.
[11] Thalassia testudinum y otros pastos marinos forman praderas que son hábitats importantes de alimentación.
Especies marinas asociadas incluyen Halophila engelmannii y Syringodium filiforme.
[8][11] Thalassia testudinum suele formar una compleja comunidad donde se suelen distinguir diferentes tipos de asociaciones[4][23][24] destacando las siguientes: Se ha observado que cuando ocurren huracanes las áreas oceánicas donde no existen praderas de Thalassia testudinum se pierde fácilmente el sustrato, mientras que por el contrario donde existen las hojas actúan reduciendo la velocidad de la corriente y rizomas situado en sedimentos permitir la estabilización del sustrato y limita severamente la erosión.