Żółwie zamieszkują praktycznie każde lądowe, wodne i morskie środowisko na świecie, które jest wystarczająco ciepłe, by umożliwić działalność. Żółwie są mieszkańcami każdego kontynentu, z wyjątkiem Antarktydy i wszystkich umiarkowanych i tropikalnych oceanów na świecie.
327 żywych gatunków żółwi wykazuje niezwykłą różnorodność i skolonizowały większość dostępnych siedlisk. Niektóre gatunki żyją na pustyniach, podczas gdy inne żyją w lasach deszczowych, lasach umiarkowanych, na łąkach, jeziorach, stawach, rzekach, bagnach i rafach koralowych. Niektóre żółwie, szczególnie szeroko rozłożone żółwie morskie, mają ogromne zasięgi, które rozciągają się na tysiące kilometrów. Natomiast niektóre gatunki zamieszkują tylko niewielki obszar geograficzny lub konkretny zbiornik wodny.
Niektóre obszary o niezwykłej różnorodności obejmują rzeki, jeziora i strumienie południowo-wschodnich Stanów Zjednoczonych, lasy tropikalne w Azji Południowo-Wschodniej, Afrykę Środkową i dorzecze Amazonki. Wyspy Galapagos są domem dla największych gatunków lądowych, Chelonoidis nigra, a Południowa Afryka jest domem dla najmniejszych gatunków, Homopus signatus.
Żółwie mogą jeść rośliny, zwierzęta lub jedno i drugie. Podczas gdy większość z nich ma stosunkowo elastyczne diety i koncentruje się na obfitej ofierze, niektóre żółwie i żółwie specjalizują się w szczególnym rodzaju ofiary. Na przykład przyciągające żółwie mogą spożywać kaczki, rośliny, ptaki, węże, ryby, owady lub inne żółwie, podczas gdy żółw jastrzębi przede wszystkim konsumuje nieruchome zwierzęta zwane gąbkami.
