El orden Quelonios se divide en dos subórdenes: el primero, que comprende especies capaces de retraer la cabeza al interior de la concha con un movimiento telescópico del cuello, y un segundo que comprende las especies de agua dulce que esconden la cabeza doblando el cuello hacia un lado. Las más conocidas son las tortugas terrestres, de la familia Testudínidos, y las tortugas marinas, de la familia Quelonídidos. Entre las primeras destacan la tortuga mediterránea, Testudo hermanni, que mide hasta 30 cm y es propia del sur de Europa y norte de África y la tortuga mora, Testudo graeca, de distribución y tamaño semejante. Ambas viven en áreas secas y arenosas y son de alimentación herbívora. Entre las segundas cabe destacar la tortuga verde, Chelonia mydas, que mide entre 110-140 cm y pesa casi 300 kg. Su hábitat lo constituyen aguas atlánticas y a veces mediterráneas.

Las tortugas tienen tamaños muy variables, desde la tortuga caja de Norteamérica, de unos 15 cm de longitud, hasta la gigantesca tortuga laúd, un animal marino que puede alcanzar una longitud de unos 2,4 metros. La parte superior del caparazón de las tortugas, bajo la que pueden recogerse en mayor o menor medida la cabeza y las extremidades, recibe el nombre de caparazón o espaldar. La parte inferior del caparazón, de forma plana, recibe el nombre de peto. El caparazón de dos piezas está conectado a las vértebras y las costillas; la estructura y tamaño del espaldar y el peto varía de una especie a otra. Las distintas especies exhiben también cambios adaptativos en su comportamiento y forma de vida.

El caparazón típico de una tortuga está formado por dos capas: una interior ósea, cuyas secciones reciben el nombre de placas, y una capa superior córnea, formada por los llamados escudos. Aunque es duro, y en ocasiones considerablemente grueso, el caparazón de las tortugas es una estructura muy sensible debido a la gran cantidad de terminaciones nerviosas que contiene. La capa exterior córnea de algunas tortugas -especialmente la de la tortuga carey- se ha utilizado en la fabricación de objetos ornamentales.

Los huesos del cráneo de la tortuga están conectados de manera inamovible; el animal carece de dientes, aunque en las tortugas de caparazón blando se han detectado rastros de ellos durante la fase embrionaria. Carece también de esternón. El corazón, como el de los demás reptiles, a excepción de los crocodilianos, tiene tres cámaras, pero actúa como si tuviera cuatro debido a la presencia de una partición incompleta en el ventrículo.

Las tortugas marinas tienen las extremidades convertidas en aletas y un caparazón hidrodinámico; suelen ser de gran tamaño y peso.

Aunque hay pocas especies de tortugas que puedan considerarse estrictamente herbívoras o carnívoras, algunas especies que viven tierra adentro prefieren alimentarse de vegetación, mientras que las especies acuáticas son básicamente carnívoras. Todas las tortugas ponen huevos, que entierran en agujeros. Normalmente son longevas; algunas especies viven más de 100 años.

En las lagunas y ríos de México y Estados Unidos se encuentra la jicotea, con su caparazón decorado con dibujos negros sobre fondo oliváceo. Las patas y la cabeza muestran unas atractivas franjas anaranjadas y amarillas. Otras especies y variedades de este género se localizan en América Central, hasta Venezuela, además de las Antillas. Entre las demás especies comunes en América Latina están: la tortuga roja o sabanera (desde México hasta Centroamérica), el montañé (desde Panamá y Costa Rica hasta Ecuador), la sabaleta o chibiguí y la tortuga del Pacífico (desde la península de Baja California hasta el suroeste de Canadá). La tortuga Tabasco o blanca aplanada, común de este estado mexicano, es una especie única de la familia Dermatemídidos que sale muy poco a la superficie para respirar; aún así, y dado su temperamento tranquilo, los pescadores la capturan incluso con las manos. Se distribuye desde el sur de México hasta Guatemala y Honduras.

Una familia de tortugas de caparazón redondo recibe el nombre común de tortugas de caparazón blando aunque, de hecho, sólo los huesos marginales del caparazón han sido sustituidos por partes blandas. En virtud de su caparazón plano de bordes delgados, estas tortugas están bien adaptadas a vivir ocultas en el fondo de los lagos y los ríos. La capa ósea del caparazón está cubierta por una piel dura y correosa en lugar de la capa córnea, lo que le da un aspecto similar al cuero. Las tortugas de caparazón blando son conocidas por su comportamiento agresivo y el mordisco de un espécimen grande es capaz de cortarle el dedo a un adulto.

Cuando las hembras de las tortugas marinas se arrastran por encima de la línea de marea para enterrar sus huevos, ellas y sus grandes puestas son presa fácil para los depredadores y, en especial, para los cazadores de tortugas que aprecian especialmente la carne de la tortuga verde. Además, debido a la reducción de las zonas de anidamiento provocada por la urbanización de las costas, y a la mortandad de las tortugas en las redes de los pescadores, la tortuga verde y la tortuga del Pacífico se encuentran al borde de la extinción, en tanto que la tortuga laúd se considera una especie amenazada.

Los reptiles conocidos como tortugas terrestres están restringidos en términos generales a una única familia que vive en tierra firme. La tortuga mora y la tortuga mediterránea son dos especies presentes en España. Ambas tienen el caparazón muy convexo y frecuentan los lugares expuestos al sol. El caparazón de las tortugas es alto y abovedado y las partes superior e inferior del de algunas está equipado con una bisagra que permite cerrarlo por completo. Las tortugas gigantes de las islas Galápagos pertenecen a este grupo.

Debido a que su caparazón y las fuertes escamas de sus extremidades les ofrecen una protección completa, las tortugas tienen una disposición por lo general tranquila. Las patas delanteras de las especies excavadoras, como las de la tortuga de tierra americana, están especialmente adaptadas para excavar profundas madrigueras subterráneas que les sirven de abrigo ante las temperaturas extremas.

Al ir extendiéndose la ocupación humana, las poblaciones de tortugas van disminuyendo de forma rápida, no sólo porque estos reptiles de movimientos lentos son fáciles de capturar, sino porque sus hábitats cambian radicalmente. Muchos miles de tortugas gigantes de las islas Galápagos fueron masacradas por los balleneros para obtener carne fresca, y los pocos especímenes que sobrevivieron están hoy seriamente amenazados debido a que las cabras (chivos), que fueron introducidas en las islas para explotarlas como fuente de alimento, destruyeron la vegetación de sus hábitats. La canalización de ríos, la desecación de ciénagas y la construcción de autopistas en los últimos años son otros factores que han reducido los hábitats de las tortugas y han inhibido su movilidad, especialmente a la hora de anidar.