蠵龟体形较大，体长100-200厘米，背甲长740-870毫米，宽530-700毫米，壳高272-330毫米。呈心形，末端尖狭而隆起。头较大，宽127-180毫米，头背鳞片对称排列，前额鳞两对，其间常有1枚小鳞。顶鳞大，单枚，后缘中线常有纵裂纹。额顶鳞4-7枚;眶后鳞3-4枚，两颚相向钩曲，上颚稍长于下颚。下颚边缘无齿状突。下颚腹侧各有3-4枚颏片。
体表盾片镶嵌排列。颈盾宽短，单枚。个别标本分裂为二。椎盾5-6枚，肋盾一般5对，偶有一侧为4或6枚者。除间或有一侧肋盾为4枚而不与颈盾相接外，正常情况下第一对肋盾与颈盾相接。缘盾12对，仅1号标本为13对。最后一对缘盾间常有凹缺，与相邻缘盾一起略呈锯齿状。甲桥具3对下缘盾，其后缘无孔。四肢桨状，前肢前缘长430-850毫米，后肢前缘长270-350毫米，均具1-2爪。前肢前缘有一列起棱的大鳞，余皆不规则。
头背棕红色，头侧淡棕色，头腹及颚黄色。颈背色深。眼大，虹膜及眼周棕黑色。背甲棕红色，有不规则的土黄色或黑色斑纹。腹甲色浅，呈柠檬黄色，无斑纹。四肢背面亦为棕红色。
绿海龟是体型最大的硬壳海龟之一。因其身上的脂肪为绿色而得名。它的身体庞大，体长80-150厘米，体重65-136千克。最大的背甲长可达153厘米，体重250千克。外被扁圆形的甲壳，只有头和四肢露在壳外，头部略呈三角形，前额长有鳞片，仅一对，为暗褐色;缩头时会被卡住，因此无法把头完全缩进壳里。两颊黄色，颈部深灰色。
吻部短圆，上颚前端不呈钩曲，其角质的内表面有两条垂直的角嵴;下颚略向上钩曲，颚缘具强锯齿，咀嚼面有一由短的尖齿突连接而成的中嵴。头背具对称大鳞片，前额鳞1对。背甲呈心形，盾片平铺镶嵌排列;颈盾短而宽，与相邻缘盾并列;椎盾5枚，第一枚呈扇形，第二至第四枚呈六边形，第五枚呈梯形;肋盾4对，第一对肋盾不与颈盾相接;每侧有缘盾11枚。腹甲平坦，前、后缘圆弧形，前部有1枚三角形的间喉盾，其它各盾片均沿腹中线整齐对称紧密排列;腹盾缝>肛盾缝>胸盾缝>肱盾缝>喉间盾。每侧有4枚下缘盾;腋，胯部各具若干枚小盾片。四肢桨状，覆以大鳞;前肢长于后肢，内侧各具1爪，雄性前肢的爪强大而弯曲成钩状。尾短，雄性尾长达310毫米，为其甲长的1/3。
头及四肢棕褐色。背腹扁平，茶褐色或暗绿色，上有黄斑，盾片镶嵌排列，具由中央向四周放射的斑纹，色泽调和而美丽。中央有椎盾5枚，左右各有棕黑色、略有斑驳花纹的盾板4片，周围每侧还有缘盾7枚。腹甲呈黄色。四肢特化成鳍状的桡足，可以像船桨一样在水中灵活地划水游泳。前肢浅褐色，边缘黄白色，后肢比前肢颜色略深。内侧指趾各有一爪，前肢的爪大而弯曲，呈钩状。雄性尾较长，相当于其体长的二分之一。雌性尾较短。尾部的脊骨经盐酸处理后，可以隐约看出生长年轮。
刚孵化的幼龟，背甲棕黑色，具3棱，脊棱明显，其色较浅，侧棱较弱。腹甲黄白色，两腹侧各具一条明显的纵棱;脐孔位于腹盾和股盾间缝的中央部。
