Lorsqu'il est dans l'eau, un lion de mer se déplace en utilisant ses nageoires avant pour avancer, se propulsant dans l'eau. Il utilise ces nageoires comme des ailes et, lorsqu'il est le plus rapide, il peut atteindre des vitesses allant jusqu'à 25 mph. Le battement des nageoires avant n'a pas besoin d'être continu, car le lion de mer a un corps profilé et est capable de glisser entre chaque coup. Ses nageoires dorsales sont utilisées pour aider à diriger le lion de mer dans l'eau, ceci combiné à la flexibilité de sa colonne vertébrale permet à l'animal de faire des virages serrés.
A terre cependant, l'otarie doit adapter ses mouvements, car ses nageoires avant ne peuvent plus être utilisées pour se propulser. Leurs nageoires postérieures changeront de position sur le corps. Lorsque dans l'eau, les nageoires sont tournées vers l'arrière, lorsqu'elles sont sur terre, elles tournent vers l'avant et sous son corps pour agir comme des pieds. Les nageoires postérieures se déplacent dans un mouvement transversal. Les nageoires avant sont également utilisées comme pieds, soutenant la moitié supérieure de l'otarie, lui permettant de marcher sur terre en utilisant ses quatre nageoires comme pattes.
Comme un lion de mer passe une grande partie de son temps en mer, il doit également avoir une position de repos. Il flotte à la surface de l'eau avec ses deux nageoires postérieures et une de ses nageoires antérieures au-dessus de l'eau. C'est ce qu'on appelle le « jugging » et cela aide le corps à conserver la chaleur.