Les raies manta sont des espèces pélagiques, habituellement observées près de la surface, rarement à plus de 40 m de profondeur, mais présentes beaucoup plus profond (la raie manta géante a été enregistrée jusqu’à 1 000 m de profondeur). Elles sont souvent observées dans les passes récifales. Elles fréquentent les eaux côtières, près des récifs coralliens.
On rencontre les raies manta dans la plupart des mers tropicales du globe (circumtropicales), mais aussi dans certaines eaux tempérées (Canaries, Madère). En Atlantique Ouest, on les trouve des Bermudes à la Caroline du Sud (parfois plus au nord puisqu’elle a été observée exceptionnellement au Canada), et du Brésil à l’Uruguay.