Dependendo da espécie, uma tartaruga pode ficar debaixo d'água por horas, dias, semanas ou até meses. Durante a hibernação, as tartarugas pintadas permanecem debaixo d'água durante todo o inverno. As tartarugas que passam muito tempo submersas desenvolveram meios especializados de capturar oxigênio da água circundante por meio de guelras, células especiais ou sua pele.
Sabe-se que algumas tartarugas que precisam emergir para receber oxigênio prendem a respiração por um longo período de tempo. Por exemplo, a tartaruga marinha pode prender a respiração por até 7 horas por vez. Por outro lado, a tartaruga almiscarada comum eliminou sua necessidade de ressurgir ao desenvolver células especiais em sua língua, chamadas papilas, que permitem separar o oxigênio da água enquanto a tartaruga está submersa.
A Administração Oceânica e Atmosférica Nacional declara que as tartarugas marinhas podem ficar debaixo d'água por duas horas sem respirar. Isso pressupõe que o animal está em repouso e não está ativo. Quando ativa, uma tartaruga marinha deve retornar à superfície do oceano a cada poucos minutos. A tartaruga-de-couro é a maior de todas as tartarugas, capaz de atingir 1,8 m de comprimento e pesar 1.400 libras.