W zależności od gatunku żółw może przebywać pod wodą przez wiele godzin, dni, tygodni lub nawet miesięcy. Podczas hibernacji pomalowane żółwie pozostają pod wodą przez całą zimę. Żółwie, które spędzają dużo czasu zanurzone w wodzie, opracowały specjalne sposoby wychwytywania tlenu z otaczającej wody przez skrzela, specjalne komórki lub skórę.
Niektóre żółwie, które potrzebują powierzchni w celu pobrania tlenu, wstrzymywały oddech przez znacznie długi czas. Na przykład żółw skórzasty może wstrzymać oddech nawet do 7 godzin na raz. Z drugiej strony, pospolity żółw piżma wyeliminował potrzebę wypłynięcia przez rozwinięcie specjalnych komórek na języku zwanych brodawkami, które pozwalają mu oddzielić tlen od wody, podczas gdy żółw jest zanurzony.
National Oceanic and Atmospheric Administration twierdzi, że żółwie morskie mogą przebywać pod wodą przez dwie godziny bez oddychania. Zakłada się, że zwierzę jest w spoczynku i nie jest aktywne. Gdy jest aktywny, żółw morski musi co kilka minut powracać na powierzchnię oceanu. Żółw skórzasty to największy ze wszystkich żółwi, zdolny osiągnąć długość 6 stóp i masę 1 400 funtów.
