Размеры черепах изменяются в довольно большом диапазоне. От 2 м и массой более 900 кг. до 10 см в длину.
Челюсти современных черепах лишены зубов и покрыты роговыми пластинками в виде клюва. Шейный и хвостовой отделы позвоночника подвижны, остальные срослись с карапаксом. Из-за развития панциря пояса конечностей у черепах переместились под рёбра (уникальное явление среди позвоночных).
Панцирь — наиболее характерный видимый признак черепахи, отличающий её от других рептилий. Он состоит из спинного щита — карапакса и брюшного — пластрона. Панцирь новорождённых черепах мягкий, но с возрастом он обычно твердеет.
Панцирь покрыт щитками. Каждый щиток растёт самостоятельно, и на нём вырастают концентрические годовые кольца, по которым можно определить возраст черепахи.
Форма и вид панциря связана с образом жизни черепах.
Рёберного дыхания у черепах нет; воздух заглатывается при помощи подъязычного аппарата. У мягкотелых черепах развито кожное дыхание. В воде черепахи дышат через кожу нёба, что позволяет не всплывать для дыхания во время зимовки. Панцирь наделён осязанием, черепаха чувствует прикосновение к нему.
В брачный период черепахи-самцы устраивают между собой турнирные бои за право спариться с самкой. У некоторых черепах эти бои выражаются в преследовании соперника, попытках перевернуть его, нанесении ударов передним краем панциря и укусах, а у водных черепах это в основном укусы и преследование противника. Ухаживание победителя за самкой имеет цель заставить её остановиться и принять наиболее удобное для спаривания положение. Спаривание у водяных черепах проходит в воде прямо во время плавания. При этом самец плотно фиксируется на самке, держа её клювом за кожу на шее.
Самцы некоторых видов черепах в период спаривания могут «петь» — издавать несколько примитивных звуков.
Все известные современные черепахи — яйцекладущие. Самки откладывают яйца в кувшинообразную ямку, которую они выкапывают задними лапами (некоторые — в собственные жилые норы (гофер) или в гнёзда крокодилов, или в морской прибрежный песок), иногда смачивая грунт жидкостью из клоаки. Затем ямка засыпается и утрамбовывается сверху ударами пластрона. Яйца шарообразные или эллипсоидные, белого цвета, обычно покрыты твёрдой известковой скорлупой. Число откладываемых яиц колеблется у разных видов от одного до двух сотен.
Многие черепахи делают несколько кладок в течение сезона. Инкубационный период у большинства видов длится 2—3 месяца (у слоновой черепахи 6—7 месяцев).
Черепахи большинства видов после откладывания яиц теряют к ним интерес и не проявляют никакой заботы о потомстве. Но есть и исключения.
Черепахи ведут одиночный образ жизни и обычно ищут общества себе подобных только в брачный период, хотя некоторые виды могут собираться в группы на время зимовки. Некоторые пресноводные черепахи даже вне брачного периода агрессивно реагируют на своих сородичей.