Lwy morskie zamieszkują zróżnicowane siedliska przybrzeżne i oceaniczne:
- Wody przybrzeżne: Blisko wybrzeży kontynentalnych i wysp z bogatą ichtiofauną; niektórzy preferują brzegi skałkowate, inni plaże piaszczyste lub ujścia rzek.
- Regiony umiarkowane i subtropicalne: Wybrzeża Ameryki Północnej i Południowej, Australii, Nowej Zelandii i fragmentów Afryki.
- Ujścia rzek i zatoki: Gatunki jak lwy morskie kalifornijskie wykorzystują te obszary do schronienia, rozmnażania i alimentacji.
- Regiony subarktyczne i arktyczne: Lwy morskie Steller'a zamieszkują chłodniejsze środowiska z bogatymi gruntami żerowymi.
- Otwarte oceany: Niektóre populacje wędrują daleko na morze w poszukiwaniu pożywienia lub podczas migracji.
- Siedliska głębokiego nurkowania: Np. australijski lew morski nurkuje głęboko po ofiary.
- Systemy rzeczne: Niektóre południowoamerykańskie lwy morskie wpadają do rzek, by się żywić i rozmnażać.
Różne gatunki mają specyficzne preferencje siedliskowe dopasowane do swojego środowiska.