Cette espèce, peu pélagique, fréquente habituellement les eaux tempérées et parfois les eaux tropicales et subtropicales. C'est la seule tortue nidifiant hors des tropiques. Regroupées par plusieurs centaines d'individus, elles sont capables de parcourir des distances considérables depuis leur site de vie pour rejoindre les lieux de ponte
La tortue Caretta-Caretta, carnivore, se nourrit de nombreux crustacés et mollusques; elle peut peser jusqu'à 160 kg mais le poids moyen d'un adulte est de 105 kg. Elle peut mesurer 1,25 m mais en moyenne les adultes mesurent 1,10 m.
Dédiés à la nage en haute mer, les membres de cette grande tortue marine servent à la fois de propulseurs (pattes antérieures) et de gouvernail (pattes postérieures).
Sa carapace est en forme de cœur, aplatie, sa largeur est d'environ 76 % de sa longueur. Sa tête est assez longue (environ 28 % de la longueur de la carapace) et très large. On distingue deux paires d'écailles préfrontales sur la tête et un bec corné puissant. La carapace se reconnait pour avoir cinq paires de plaques latérales, une paire antérieure contiguë à la plaque précentrale et trois paires de plaques infra marginales sur le plastron. Comme la tortue imbriquée, elle possède deux griffes à chaque nageoire.
