تتميز السلحفاة الخضراء البحرية بصدفتها الإنسيابية أو درعها الذي يغطي جسمها بالكامل بإستثناء الزعانف والرأس، والسلحفاة الخضراء البحرية البالغة تمتلك صدفة علوية تمزج بين عدة ألوان من الرمادي والأسود زالزيتوني والبني، وقاعها السفلي المسمى بلاسترون أو الصدر الواقي هو أبيض إلى أصفر، وسميت السلحفاة الخضراء البحرية بسبب اللون الأخضر لغضاريفها ودهونها، وليس صدفتها، وفي حين أن السلحفاة الخضراء البحرية لها عنق متحرك إلى حد ما إلا أنها لا تستطيع سحب رأسها إلى الصدفة.
زعانف السلحفاة الخضراء البحرية طويلة وشبيهة بالمجداف، مما يجعلها ممتازة للسباحة ولكنها سيئة للمشي على الأرض، ورأس السلحفاة الخضراء البحرية بني فاتح مع علامات صفراء، وتحتوي السلحفاة الخضراء البحرية على أربعة أزواج من الحراشف الساحلية الكبيرة الحجم والتي تساعد في السباحة، وزوج واحد من حراشيف الفص الجبهي الواقعة بين عينيها، وتنمو السلحفاة البالغة إلى ما بين 31-47 بوصة في الطول، ويصل وزن السلحفاة الخضراء البحرية ما بين 300-440 رطلا، ويمكن أن تعيش السلحفاة الخضراء البحرية ما بين 80- 100 عاما، وهي من الحيوانات العاشبة.