Chế độ ăn của cá đuối chủ yếu bao gồm các loại thực vật và động vật nhỏ tạo thành sinh vật phù du. Chúng cũng ăn tôm, cua và cá nhỏ bị cuốn lên trong quá trình lọc ăn.
Cá đuối Manta săn mồi bằng cả thị giác và khứu giác. Khi đã định vị được con mồi, cá đuối bọ ngựa đàn thức ăn của chúng bằng cách bơi xung quanh một nhóm sinh vật phù du theo vòng tròn chặt chẽ cho đến khi có một khối lượng sinh vật tập trung. Sau đó, cá đuối vây chặt vây quanh miệng của nó để tạo thành một cái phễu và bơi, há miệng, theo một đường thẳng xuyên qua khối lượng. Các mảng xốp dọc theo mang của động vật thu thập thức ăn và nước lọc sẽ đi qua mang trở lại đại dương. Thức ăn sau đó được đẩy vào dạ dày của cá đuối.
Những con cá đuối lớn nhất phát triển rộng hơn 20 feet, nặng hơn 2.900 pound và tiêu thụ tới 60 pound thức ăn mỗi ngày. Chúng chủ yếu săn mồi vào ban đêm, nhưng săn cả ngày lẫn đêm nếu thức ăn khan hiếm. Cá đuối Manta bị thu hút đến các rạn san hô và các khu vực tập trung động vật biển để có các loài cá và tôm sạch hơn loại bỏ ký sinh trùng. Những con cá đuối ghi nhớ những khu vực này và thường xuyên quay lại để săn mồi.
