Phần lớn các loài cá đuối sống tại đáy biển, trong các khu vực địa lý khác nhau - nhiều loài trong vùng nước ven bờ, một vài loài tại vùng biển sâu tới độ sâu ít nhất là 3.000 m (9.800 ft), phần lớn các loài cá đuối có sự phân bố rộng khắp thế giới, trong các môi trường nhiệt đới và cận nhiệt đới, ôn đới hay vùng nước lạnh. Chỉ vài loài, như cá ó nạng hải (Manta birostris), là sinh sống ngoài biển khơi, và chỉ vài loài sinh sống trong vùng nước ngọt. Một số loài cá đuối có thể sống trong các vùng nước lợ và cửa sông. Các loài cá đuối sinh sống tại tầng đáy thở bằng cách lấy nước vào thông qua các lỗ thở, chứ không phải thông qua miệng như phần lớn các loài cá khác vẫn làm, và đẩy nước qua các mang ra ngoài.