Die Beutezusammensetzung der Trauerseeschwalbe kann von Jahr zu Jahr, aber auch von Standort zu Standort sehr unterschiedlich ausfallen. Aufgrund ihres relativ großen Biomasseanteils sind kleine Fische besonders wertvolle Beutetiere. Ihr Anteil schwankte in den Jahren 1997 bis 2000 zwischen 13 und 40 %.; 2005 lag er bei rund 24 % (siehe Grafik). Fischen kommt wegen ihres Calciumgehaltes eine besondere Rolle für das Skelett-Wachstum der Jungvögel zu. Um sie zu erbeuten, werden auch weiter entfernt liegende Gewässer aufgesucht. Der Großteil der Nahrungsflüge findet jedoch in einem Radius von 300 m um die Kolonie statt.

Neben Fischen spielen vor allem Insekten eine wichtige Rolle. Unter diesen nehmen insbesondere Libellen einen vergleichsweise großen Anteil ein. Für die genannten Gruppen gilt, dass sie vor allem bei gutem Wetter erbeutet werden. An Regentagen ist dieses Beuteangebot dagegen schwerer zu erschließen. Hier können dann Regenwürmer eine wichtige Ersatzbeute sein.

Neben diesen drei Gruppen werden zahlreiche weitere Organismen verfüttert, die sich aber zumeist aus der Distanz nicht bestimmen lassen. Dabei handelt es sich zumeist um kleine (oft aquatische) Insekten oder deren Larven, die zumeist in unmittelbarer Kolonienähe gejagt werden.