La respiración de las tortugas tanto marinas como terrestres es pulmonar. Los pulmones se encuentran adheridos a la superficie dorsal dentro de su caparazón. La presencia de caparazón impide el movimiento brusco de la caja torácica. Las tortugas no poseen un diafragma, así que el mecanismo de exhalación e inhalación es suave y lento, diferente a la del resto de los pulmonados que pueden expandir la caja torácica sin dañar la piel.
En especies de tortugas marinas, su caparazón de tejido cartilaginoso le ofrece cierta flexibilidad al respirar, contrario a las tortugas terrestres, que no tienen la posibilidad de expandir su caparazón. En estas especies los músculos pectorales y abdominales, son los que se ponen a trabajar para subir y bajar el caparazón, y de esta forma poder inhalar aire. Para poder llevar a cabo la exhalación, se lleva a cabo una compresión del pulmón con su estomago y viseras dentro del abdomen, y para llevar a cabo esta actividad, se ponen en acción varios músculos como el serrato mayor y estructuras óseas pélvicas y pectorales, debido a que su inhalación es pasiva.
En las tortugas marinas su caparazón abisagrado les da la posibilidad de expandir hasta cierto límite sus pulmones. Aparte de la respiración pulmonar, las tortugas acuáticas han desarrollado también formas de respiración suplementaria, estas tortugas hacen transitar agua de sus vías nasales y la transportan a la garganta y la boca, ahí la cubierta de la faringe tiene la capacidad de extrae las moléculas de oxigeno. Las especies de agua dulce australianas poseen agallas cloacales con las que tomas agua absorbiéndola por la abertura anal y se transporta a dos sacos y por medio de una corriente lenta, recuperan el oxigeno.