黑頭海蛇主要棲息於熱帶至亞熱帶的海域，是完全水棲型的蛇類，於陸地上活動困難。它們多於日間出沒，以捕食魚類爲主。繁殖方面，黑頭海蛇屬卵胎生蛇類，雌蛇每年約於十月時生產，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，然而黑頭海蛇卻屬於較具攻擊性的成員，而且它們遇到人類時，不會採取純迴避的消極態度。每年在沖繩羣島一帶，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爲主要成分，人類中毒後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、麻痹等徵狀，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，阻緩血液間的毒液執行，而且儘量將毒血抽出，同時儘快求醫接受適當治療。