黑頭海蛇主要棲息于熱帶至亞熱帶的海域，是完全水棲型的蛇類，于陸地上活動困難。它們多于日間出沒，以捕食魚類為主。繁殖方面，黑頭海蛇屬卵胎生蛇類，雌蛇每年約于十月時生產，每次能誕下約四至五條幼蛇。雖然大部分海蛇都沒有主動攻擊人類的傾向，然而黑頭海蛇卻屬于較具攻擊性的成員，而且它們遇到人類時，不會采取純回避的消極態度。每年在沖繩群島一帶，均會有數宗黑頭海蛇咬死人類的事件，因此在遭遇野生黑頭海蛇的時候必須謹慎小心。黑頭海蛇的毒素以神經毒素為主要成分，人類中毒后會出現全身疲憊乏力、肌肉刺痛、活動能力出現障礙、呼吸困難、麻痹等征狀，最惡劣情況可能導致死亡。倘若肢體被黑頭海蛇所咬，應立即將傷口近心臟一端的肢體緊縛起來，阻緩血液間的毒液運行，而且盡量將毒血抽出，同時盡快求醫接受適當治療。