תניני הים מזדווגים בעונה הגשומה, כאשר מפלסי המים בשיאם. באוסטרליה, הזכר מחזר אחרי הנקבה בחודשים ספטמבר ואוקטובר, והנקבה מטילה ביצים בנובמבר ומרץ. הנקבה בוחרת את אתר הקינון, ושני ההורים מגנים על האתר, שבדרך כלל נמצא בגדות נהר או מקווה מים מתוקים אחר. הקן עצמו בנוי מתלולית בוץ ומרופד בצמחייה על מנת לחממו ולהדגיר את הביצים. קוטרו כ-175 ס"מ וגובהו 53 ס"מ. הנקבה מטילה בדרך כלל כ-40–60 ביצים, אך תועדו תטולות שבהן עד כ-90 ביצים. מידות הביצה הן 8 על 5 ס"מ ומשקלה 113 גרם בממוצע. ביצים אלו קטנות בממוצע, שכן נקבת תנין הים גדולה פי 5 מנקבת תנין ג'ונסטון, אך ביציה גדולות רק בכ-20%–40% מביצי נקבת תנין ג'ונסטון. הנקבה שומרת על הקן במשך 80–98 יום. למרות זאת, ביצים רבות מושמדות כתוצאה מהצפה או טריפה (כלומר: הן נאכלות בידי בעלי חיים אחרים). כמו כל התנינאים, מין האבקוע נקבע לפי טמפרטורת הביצה כאשר בטמפרטורות נמוכות יהיו יותר נקבות ובטמפרטורות גבוהות יהיו יותר זכרים.
כמו ברוב מיני התנינאים, האם מפגינה רמה גבוהה של דאגה לצאצאיה יחסית לזוחלים. היא חופרת את הקן בתגובה לצלילים שמשמעים האבקועים ועוזרת להם לבקוע. אחרי שבקעו היא נושאת אותם בפיה אל מקווה המים הקרוב (כמו תנין היאור והאליגטור האמריקאי). האם נשארת בסביבת צאצאיה מספר חודשים. למרות טיפולה בצאצאים, רבים מתים כתוצאה מטריפה, כולל מקניבליזם בידי תניני ים אחרים. בממוצע רק אחוז אחד מהאבקועים מגיע לבגרות. התנינים הקטנים מתפזרים אחרי 8 חודשים ובגיל 2.5 שנים מפתחים התנהגות טריטוריאלית. הנקבות יגיעו לבגרות מינית רק בגיל 12 שנים והזכרים בגיל 16.
תניני ים ששרדו והגיעו לבגרות חיים פרק זמן ארוך מאוד. תוחלת החיים המרבית של תנין הים עולה על 70 ותנינים זקנים במיוחד יכולים לחיות גם כ-100 שנה וקצת יותר. בעוד שלתניני ים בוגרים אין אויבים טבעיים (למעט האדם), תנינים צעירים נמצאים בסיכון ויכולים להיטרף על ידי לטאות כוח, דגים טורפים, עופות מים טורפים גדולים, טיגריסים, נמרים (אם כי זה נדיר שנמר יטרוף תנין ים) וכן על ידי תנינים אחרים.
בית גידול ואזורי מחיה.
תנין הים הוא התנין המותאם ביותר למחיה בתנאי מים מלוחים, ונראה שבכך דחק מיני תנינים אחרים מלחיות בסביבה זו. עמידותו הגבוהה של מין זה למליחות, ויכולתו המפותחת לשחות לטווחים ארוכים, מאפשרים לו להימצא רחוק מגופים יבשתיים. על פי רוב הוא נמצא במים רדודים של הים, בשפכי נהרות אל הים וסביב הנהרות. לעיתים הוא שוהה גם בנהרות של מים מתוקים, בנפתולי נהרות (בילבונג) ובביצות.
תניני הים לרוב מבלים את העונה הגשומה הטרופית בביצות, מקווי מים מתוקים ונהרות, ובעונה היבשה נודדים במורד הזרם אל שפכי הנהרות ואף משחרים לתוך הים הפתוח. תנועה בין אזורי מחיה מתרחשת בעונה הגשומה, כאשר הצעירים הגדלים בנהרות המתוקים נאלצים לעזוב אזורים אלו התפוסים בידי זכרים בוגרים שזו הטריטוריה שלהם, ונאלצים לתור צמוד לחוף אחר מערכת נהרות מרוחקת יותר. זכרים מחוסרי טריטוריה פגיעים ביותר בתקופה זו. התנהגות זו מסבירה את התפוצה הרחבה של תנין הים, שכן המאבק על טריטוריה מאלץ זכרים צעירים להרהיב עוז ולהרחיק לנדוד כדי למצוא טריטוריות חדשות שלא תפוסות על ידי זכרים גדולים וחזקים.
תפוצה.
תחום תפוצתו משתרע מדרום-מזרח אסיה עד לצפון אוסטרליה. במדינות הבאות: אוסטרליה (בקו החוף הצפוני של המדינה), איי שלמה, אינדונזיה, בנגלדש, ברוניי, הודו, הפיליפינים, וייטנאם, ונואטו, מיאנמר, מלזיה, סין (בים סין הדרומי), סרי לנקה, פלאו, פפואה גינאה החדשה וקמבודיה. נכחד מסינגפור, סיישל וכנראה אף מתאילנד.
הודו.
בהודו נפוץ תנין הים בעיקר בקו החוף המזרחי ונדיר מאוד בפנים תת-היבשת ההודית. התנינאים הנפוצים בהודו הם תנין הביצות (Mugger) הקטן יותר והגאביאל שאוכל בעיקר דגים ולא מסוכן לבני אדם. בשמורת הטבע בהיטארקניקה () שבמדינת אודישה בהודו ישנו ריכוז של תניני ים, הכולל מספר זכרים באורך של למעלה מ-6 מטר וכנראה גם פרט שאורכו מעל 7 מטר.
דרום-מזרח אסיה והאיים.
תנין הים היה נפוץ בעבר בכל דרום-מזרח אסיה, אך בחלקים רבים נכחד. כבר עשורים רבים לא נצפה תנין ים בהודו-סין והוא נכחד בתאילנד, לאוס, וייטנאם וכנראה קמבודיה. מצבו קריטי ברוב מיאנמר, אך יש גרעין אוכלוסייה יציבה בדלתה של ה. אף שבעבר היה תנין הים נפוץ מאוד בדלתת מקונג (ממנה נעלם בשנות ה-80 של המאה ה-20) ובמערכות נהרות אחרות, עתיד המין בהודו-סין נראה קודר. עם זאת תנין הים לא נמצא בסכנת הכחדה שכן יש אוכלוסיות גדולות מאוד שלו בצפון אוסטרליה וגינאה החדשה.
בעבר היה תנין הים נפוץ בסין אך הוא נכחד ממנה לפני זמן רב. ישנם אזכורים מתקופות שושלת האן ושושלת סונג לתנינים גדולים שטרפו בני אדם ובקר בנהר הפנינה ליד הונג קונג ומקאו, בנהר האן, נהר מין בצפון וחלקים מאזור החוף של גואנגשי ומהאי האינאן. נוכחות תנינים בפוג'יין הייתה גבול התפוצה הצפוני ביותר של תנין הים.
באינדונזיה ומלזיה אוכלוסיית תנין הים היא ספורדית עם מספר אזורים שבהם יש אוכלוסיות גדולות (כגון בורנאו וסומטרה) ואזורים עם אוכלוסיות קטנות הנמצאות בסיכון. באי באלי אין כיום תניני ים, למרות קרבתו לריכוזי האוכלוסייה של צפון אוסטרליה. תנין הים נכחד גם מהאיים לומבוק, קומודו וג'אווה (למעט מהפארק הלאומי אוג'ונג קולון). תנין הים נמצא במספר אזורים מוגבלים בדרום האוקיינוס השקט עם אוכלוסייה בינונית באיי שלמה, אוכלוסייה בסכנת הכחדה בוונואטו ואוכלוסייה קטנה בפלאו. גבול תפוצתם המערבי הוא איי סיישל הקרובים לאפריקה. בעבר התנינים שם נחשבו לאוכלוסייה של תנין היאור אך התברר שהם למעשה ממין תנין הים.
בגלל נטייתם של תניני הים לנדוד למרחקים גדולים בים, נצפו תניני ים בודדים גם מחוץ לתחום תפוצתם. תצפיות על תניני ים דווחו בקלדוניה החדשה, איוו ג'ימה, פיג'י ואפילו בים יפן הקר יחסית. כמו כן, בסוף 2008 ותחילת 2009 נצפו תניני ים במערכת הנהרות של האי פרייזר, מאות קילומטרים ובמים קרים יותר מתפוצתם בקווינסלנד. ככל הנראה מדובר בנדידה עונתית של תנינים מצפון קווינסלנד. אף על פי שהדבר הפתיע את תושבי האי, לא מדובר בתופעה חדשה.
אוסטרליה.
תנין הים נפוץ גם בצפון אוסטרליה והם משגשגים בעיקר בטריטוריה הצפונית, מערב אוסטרליה וקווינסלנד. ריכוז גדול של תניני ים נמצא במערכת הנהרות (כולל בנהרות אדלייד, מרי ודאלי) ליד העיר דרווין (הטריטוריה הצפונית), ובאוקיינוס בצפונה של העיר. תניני הים נמצאים לא רק בנהרות עצמם, אלא גם בגדות שלצידם ובבילבונגים הסמוכים אליהם (בילבונג הוא אגמון מים עומדים הנמצא סמוך לנהר). ההערכה היא שנכון ל-2014 יש באוסטרליה בין 100,000 ל-200,000 תניני ים בוגרים. זכרים באורך למעלה מ-5 מטר אינם נדירים. לצידם חיים תניני ג'ונסטון הקטנים מהם והמוגבלים למים מתוקים. חרטומם של תניני ג'ונסטון צר יותר ולכן בהתחלה (כאשר נתקלו בהם המהגרים האירופאים לראשונה, בסביבות המאה ה-19) נחשבו תניני הים, שחרטומם רחב יותר, כאליגטורים.
תנין הים והאדם.
סיכונים ושימור.
האויב הכי מסוכן של תנין הים הוא האדם, הצד אותו לשם מזון (בשר וביצים) ובמאבק על שטחי מחיה, אך בעיקר לשם עורו. עורו האיכותי והיקר של תנין הים, כמו שאר התנינאים, משמש ליצירת פריטי לבוש ואביזרים כגון ארנקים, תיקי יד ומגפיים. בשל כך, ציד לא מבוקר במהלך המאה ה-20 גרם להידלדלות ניכרת של אוכלוסיית תניני הים. המצב היה חמור עד כדי כך שעד 1971 אוכלוסיית תניני הים פחתה ב-95%. דבר זה גרם למדינות רבות באזור להכריז על התנין כערך טבע מוגן ולאסור על הציד שלו. במקביל, נפתחו חוות תנינאים רבות המגדלות תנינים לצרכים מסחריים ובפרט עבור תעשיית העורות. כיום, תנין הים מוגן בכל אוסטרליה. עם זאת, בארצות אחרות הציד הבלתי-חוקי ממשיך, בעיקר במדינות שבהן אכיפת החוק לא יעילה. למרות זאת, ההגנה על תנין הים הצליחה והאוכלוסייה התאוששה במהירות. בשל כך תנין הים נחשב לחיה שאינה נמצאת בסיכון (דרגת LC במצב השימור של ה-IUCN).
כיום תנין הים רשום באמנת וושינגטון (חיות מוגנות) כדלהלן:
אובדן אזורי מחיה ממשיך להיות בעיה מרכזית עבור תנין הים. למשל, בצפון אוסטרליה הקינים של תנין הים פגיעים לרמיסה על ידי תאו המים, אך תוכנית למיגור תאו המים הקטינה סיכון זה באופן ניכר. גם במקומות שבהם נשארו שטחים גדולים שמתאימים למחייתו של התנין, שינויים שחלים בהם יכולים להוות בעיה, כמו במקרה של איי אנדמן, שבהם אזורי מים מתוקים המשמשים לקינון של תניני הים מוסבים יותר ויותר לשימוש חקלאי. לאחר שערכו המסחרי של עור התנין ירד, ייתכן שהאיום המיידי הגדול ביותר המפריע לאימוצן של תוכניות שימור הוא המקרים שמתרחשים מדי פעם, שתנין הים הורג בני אדם, ודעת הקהל השלילית עליו כתוצאה מכך.
תקיפות של בני אדם.
תנין הים הוא בעל חיים מסוכן ותוקף גם בני אדם, וישנה היסטוריה ארוכה של תקיפות בני אדם בידי תניני ים. תנין הים רואה בבני אדם שנכנסים לטריטוריה שלו טרף פוטנציאלי, ואם האדם יתקרב מספיק התנין יתקוף אותו. בשל כוחו, גודלו ומהירותו של תנין הים, אם האדם נמצא בטווח מגע עם התנין סיכוייו לשרוד נמוכים. בעוד בארצות הברית ישנה סובלנות מסוימת בין אליגטורים ובני אדם בחלוקת בית הגידול, מצב זה לא אפשרי כשמדובר בתנין הים. הדרך היחידה להתמודד עם תנין הים היא לשמור מרחק ולא להיכנס לטריטוריה שלו.