El metabolismo de las tortugas es muy lento, y las especies acuáticas pueden permanecer sin respirar durante mucho tiempo. En climas templados todas las especies hibernan regularmente.
La alimentación de las tortugas varía dependiendo del hábitat y la especie. La mayor parte de las especies terrestres son herbívoras y su dieta consiste principalmente en plantas, frutas o verduras. Algunas pocas son omnívoras y puede consumir invertebrados tales como insectos, caracoles, lombrices, etc. También existe casos de tortugas terrestres devorando pequeños reptiles aunque es poco frecuente. Las tortugas marinas en mayor medida son omnívoras o carnívoras y se alimentan de algas, corales, esponjas, moluscos, crustáceos y peces.
La reproducción es ovípara y la incubación se realiza en nidos que ellas mismas excavan en la tierra, donde el calor necesario es aportado por irradiación solar. Dependiendo de la especie, los huevos tardarán entre 70 y 120 días para eclosionar. Un caso especial es la primitiva tortuga terrestre asiática Manouria emys, que construye un nido de aproximadamente 50 cm de altura a base de tierra y hojas.
Hay tortugas de hábitat terrestre, marino y de agua dulce. También existen gran cantidad de especies que pasan una parte del tiempo en tierra firme y otra parte en agua dulce. Las de hábitat terrestre presentan dedos libres, mientras que las de los hábitats acuáticos tienen las extremidades transformadas en aletas o bien los dedos unidos por una membrana. El tiempo de inmersión en el agua de algunas especies varía entre 60 segundos y una hora.
Es proverbial la extrema longevidad de las tortugas. Una de las tortugas que se conoce que vivió más es una tortuga de las Galápagos de Charles Darwin llamada Harriet; nació en 1830 y murió el 25 de junio de 2006 (vivió 175 años).
El primer organismo relacionado con tortugas es Eunotosaurus, un reptil que poseía un ensanchamiento de costillas (cuya función era apoyar en la respiración-ventilación a los músculos del tronco). Posteriormente, aparece Pappochelys, caracterizada por tener una gastralia, es decir, un acomodo similar al del plastron de tortugas actuales. Y por último aparece Eorhynchochelys que poseía un pico desdentado característico propio y compartir algunas similitudes anatómicas. Era una especie marina y aún sin caparazón.
Originalmente, las tortugas eran terrestres; 100 millones de años después de su aparición, algunas evolucionaron para ser acuáticas y 50 millones después evolucionaron para ser marinas. Se puede decir que las tortugas marinas evolucionaron de líneas de descendientes por más de 80 millones de años.
Durante mucho tiempo se pensó que las tortugas eran los únicos sobrevivientes de un linaje de reptiles ahora extinto conocido como Anapsida o Parareptilia, que se caracterizan por la ausencia de fosas temporales o pares de agujeros detrás del cráneo, las tortugas tienen este rasgo y por ello se supuso que las tortugas pertenenecian a este grupo. Sin embargo a partir de la década de los 90 varios estudios moleculares o genéticos indicaron que las tortugas debían ser incluidas dentro los diápsidos estando muy estrechamente emparentados con los arcosaurios (cocodrilos, aves, dinosaurios), no obstante algunos autores en 2012 y 2015 basándose en otros criterios clasificaron a los lepidosaurios (lagartos, serpientes y tuátaras) como sus parientes más cercanos y no a los arcosaurios. Los diápsidos son reptiles que se caracterizan por presentar dos fosas temporales o dos pares de agujeros detrás del cráneo.
Las tortugas se describen con frecuencia en la cultura popular como criaturas tolerantes, pacientes y sabias. Debido a su larga vida, movimientos lentos y una apariencia arrugada, son un emblema de la longevidad y la serenidad en muchas culturas alrededor del mundo. Además tienen un papel importante en las mitologías del mundo, y a menudo debido a su longevidad están implicadas en mitos de la creación o se utilizan como símbolos de la biología marina y el ecologismo.
Una de las más famosas fábulas de Esopo es la tortuga y la liebre, en la cual el autor hace énfasis en la paciencia de la tortuga para ganarle a la liebre. Los romanos nombraron tortuga a una formación defensiva imitando su caparazón. En dicha formación, los escudos cubrían por encima de los soldados. Por extensión, una máquina medieval fue denominada tortuga.
Los caparazones de tortuga eran utilizados por los antiguos chinos en la dinastía Shang para la adivinación, y algunos chinos son de la opinión que su escritura fue tomada de las señales en la parte posterior de la tortuga.
Según las creencias tradicionales japonesas, sobre una tortuga está el paraíso para los inmortales y simboliza la longevidad, buena suerte y el apoyo. También es el símbolo de Kumpira, el Dios del pueblo marinero y en el arte japonés se basan en la forma casi hexagonal del caparazón de una tortuga a veces con pequeños hexágonos dentro de ellas para muchos de sus diseños tradicionales.
