El nombre de la tortuga verde se debe al color de la grasa ubicada bajo su caparazón. Su caparazón tiene forma ovalada con cuatro pares de escudos costales que a veces son irregulares aunque no aserrados como en la carey. La coloración del caparazón de la verde es algo variable en los adultos, pero normalmente tiene colores tales que van desde un verde pálido hasta un verde oscuro o amarillo, ocasionalmente incluyendo rayas brillantes. El plastrón tiene un tonoamarillo. Su cabeza es redonda, mide aproximadamente 15 cm. en ancho y se distingue fácilmente por poseer un par de escamas prefrontales (las escamas ubicadas enfrente de sus ojos), en vez de dos pares como la mayoría de las tortugas marinas. Algunos expertos consideran a la tortuga verde del Pacifico oriental, comúnmente conocida como tortuga negra, como una especie aparte llamada C. agassizii; sin embargo los análisis genéticos no apoyen dicha distinción taxonómica. No obstante las tortugas verdes del Pacífico son mucho más oscuras en color (gris o negro)
La tortuga verde es la tortuga más grande de la familia Cheloniidae; su caparazón mide típicamente 120 cm. de largo y puede pesar hasta 230 Kg. La tortuga verde más grande que se ha reportado midióunos 152 cm. en largo del caparazón y pesó 395 Kg. La tortuga verde del Pacífico oriental es más pequeña, midiendo cerca de 80 cm.
La dieta de la tortuga verde cambia drásticamente a lo largo de su vida. Los juveniles son carnívoros, comiendo gusanos marinos, crustáceos e insectos acuáticos, además de pastos y algas. Los adultos comen principalmente pasto marino y algas, siendo la verde la única tortuga marina que es esencialmente herbívora como adulta. Sus mandíbulas son aserradas, facilitando el consumo de una dieta basada en la vegetación. Juegan un papel ecológico muy importante al ayudar arepartir los nutrientes desde áreas ricas (por ejemplo, lechos de pastos marinos) hasta áreas pobres en nutrientes, como las playas.
Las tortugas verdes se reproducen de la forma usual en que lo hacen las tortugas marinas. Las tortugas hembra controlan el apareamiento; los machos no pueden forzar a las hembras a aparearse. Aunque no parece ofrecer una mayor supervivencia a la crías, unas pocas poblaciones de tortuga verde practican la poliandria cuando se aparean. Luego de aparearse en el agua, las hembras se desplazan hasta la playa sobre la línea de marea alta. Al llegar a un sitio adecuado de anidación, la hembra cava un hoyo en la arena con sus aletas traseras y deposita los huevos. El número de huevos depende de la edad de la tortuga y difiere entre especies, pero en C. mydas oscila entre 100 y 200 huevos. Luego de depositar los huevos, la hembra cubre el nido con arena y regresa al mar
Luego de 45 a 75 días, los huevos se parten. Como sucede con otras tortugas marinas, los huevos de C. mydas se rompen durante la noche y las nuevas tortuguitas se dirigen instintivamente hacia el borde del agua. Este es indudablemente el tiempo más peligroso en la vida de una tortuga, cuando van rumbo al agua, pues varios depredadores como las gaviotas o los cangrejos atrapan muchas de ellas. Un porcentaje significativo de tortuguitas nunca llega al agua. Como con otras especies de tortuga marina, poco se sabe de las primeras etapas en la vida de las C. mydas. Luego de este viaje hacia el mar, las tortugas pasan de tres a cinco años en el océano abierto como carnívoras, para luego, conforme van entrando en la edad adulta, se tornan poco a poco más herbívoras y frecuentan aguas menos profundas. Se especula que tardan de 20 a 50 años para alcanzar la madurez. Se sabe que las tortugas alcanzan edades de hasta 80 años.
