Les tortues de mer sont des reptiles de grande taille (entre 1m50 et 2m10) qui ne peuvent pas rentrer leur têtes et leur membres dans la carapace. La forme du corps est hydrodynamique et les pattes sont des nageoires puissantes permettant leur déplacement dans l'eau.

L'organe de Jacobson qui fournit les informations olfactive est très utilisé par les tortues marines, notamment pour retrouver leur lieu de ponte.

Le dimorphisme sexuel est nettement moins prononcé chez les tortues marines que chez les tortues terrestres. Le mâle est parfois plus petit que la femelle mais les différences sont difficilement visibles. On peut tout de même observer que la queue du mâle est plus longue et large que chez la femelle.

Ecothermie : L'écothermie à des avantages non négligeables sur les tortues marines. En effet, elles peuvent réguler leur température. Quand elles nagent des les eaux froides, elles peuvent augmenter la température de leur corps ce qui leur permet de survivre. Elles conservent une température d'environ 20°C même dans les eaux de Groenland !!!