พะยูนก็เหมือนกับวัวทะเลทั่วไปที่กินพืชเป็นอาหาร มันกินหญ้าทะเลเป็นหลักและใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่บนเตียงหญ้าทะเล พะยูนไม่เคยเข้าไปในน้ำจืด ต่างจากพะยูนที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด จึงเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลเพียงชนิดเดียวที่กินพืชเป็นอาหาร เช่นเดียวกับสัตว์กินพืชส่วนใหญ่ สัตว์น้ำพะยูน สมองของพะยูนมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับขนาดลำตัว อาจเป็นเพราะมันไม่จำเป็นต้องพัฒนากลยุทธ์การล่าสัตว์ที่ซับซ้อนเพื่อจับเหยื่อ