Longtemps, les tortues ont été classées seulement à partir de caractéristiques morphologiques liés à leur carapace. Chez les Chelonia, cette dernière est bombée, dure et recouverte d'écailles. Les douze écailles marginales sont fines. On compte cinq plaques ventrales et quatre paires de plaques costales. à droite et à gauche. La partie dorsale est grise, avec des reflets brun, beige et olive. Chez les vieux individus, on observe une fine couche d'algues qui verdit la carapace. Les jeunes individus sont plus colorés et plus brillants avec le plastron de couleur blanche. Leur carapace et leurs nageoires sont brun foncé-noires avec une fine bordure blanche.
Cette espèce peut facilement être confondue par son motif avec la chélonée Natator depressus. Cependant, cette dernière est moins corpulente avec une carapace plus plate.