Durante mucho tiempo, las tortugas fueron clasificadas a partir tan solo de las características morfológicas relacionadas con su caparazón. En Chelonia, este último es curvo, duro y aparece cubierto de escamas. Las doce escamas marginales son delgadas. Posee cinco placas centrales y cuatro pares de placas costales. La parte dorsal es de color gris, con reflejos marrones, beige e incluso oliva. En los ejemplares de más edad, aparece una fina capa de algas que enverdece el caparazón. Los individuos más jóvenes presentan colores más vivos y brillantes. Su caparazón y aletas son de color marrón oscuro-negro bordeadas de un margen blanco delgado.
Esta especie puede confundirse fácilmente por su patrón con el cheloneae Natator depressus. Sin embargo, este último es menos corpulento y presenta un caparazón más plano.