卡罗莱纳箱龟壳长10-22厘米,卡罗莱纳箱龟之所以称为“箱”龟,是因其背壳高高拱起、大型可折叠的腹甲可保证其整个身体都缩在壳内。其背壳是褐色的,常缀有橙色或黄色条纹、斑点。腹甲则颜色一致,可能有深色斑点。卡罗莱纳箱龟头部相对较小,有钩状颌。大多数成年雄性个体的虹膜都是红色的,雌性则是浅黄褐色。同时雄性后肢爪更短粗弯曲,尾巴也更粗更长。
头淡黄色,眼球黑色,眼部虹膜为橘红色。嘴上缘勾曲。背甲较高,中央一条脊棱,背甲颜色主要由黑黄色交错的斑纹与线纹组成,背甲的边缘外翻。个体间颜色差异较大,腹甲淡黄色,每一块盾片上均有黑色斑块。胸腹盾间有韧带连接,可完全闭合,四肢黄褐色,前肢五指,后肢四趾,鳞片黄色,尾部较细短。雄龟甲壳较薄,形状稍长,尾根粗且长;雌龟背甲高,形状较圆,尾部细且短。