Les Tortues marines font partie de la classe que l’on appelle communément « les Reptiles »*, et en présentent toutes des caractéristiques communes. Ce sont des animaux ectothermes. Leur métabolisme ne leur permet pas de réguler leur température corporelle comme peuvent le faire par exemple les Mammifères, bien qu’elles possèdent un certain nombre d’adaptation de leur système sanguin à cet effet. On pense que cela contribue notamment à favoriser le caractère majoritairement nocturne de la ponte, de même qu’une répartition plutôt tropicale. Les Tortues marines sont des Vertébrés: elles possèdent un squelette soudé à la carapace et la tête est protégée par une boîte crânienne. Des plaques osseuses, recouvertes généralement d’écailles, forment la carapace. Hormis la tortue luth, les Tortues marines ont des écailles recouvrant le corps et la carapace. Elles possèdent quatre membres, parfois appelés « nageoires » ou « palettes natatoires » servant, en mer comme sur terre, à la locomotion. Ce sont des Tétrapodes.  Les Tortues marines respirent avec des poumons. Pour cela, elles doivent remonter régulièrement à la surface pour respirer. La reproduction est ovipare: après l’accouplement, la femelle sortira de l’eau pour déposer des œufs dans le sable d’une plage. L’embryon se développe à l’intérieur de l’amnios, protégé par la coquille souple de l’œuf.

La phylogénie actuelle a conduit à une nouvelle classification basée sur des critères de proximité génétique, regroupant les Reptiles et les Oiseaux au sein d’un nouveau clade; les « sauropsides ».