棱皮龟的龟壳可以长到2.5米长，从尾尖到吻尖的长度可达近3米。它们的名字来源于它们不寻常的壳，这种壳不是覆盖着角质板的坚硬骨壳（玳瑁）。相反，它由一层薄薄的软骨和嵌入的骨板组成，并被一层厚厚的皮革状皮肤覆盖。
它们的游泳速度可达35公里/小时，打破了现代海洋爬行动物的速度纪录。此外，它们喜欢利用水流作为涡轮推进。它们主要生活在热带和亚热带水域，但利用强有力的鳍划动随着温暖的墨西哥湾流划入北极水域。虽然它们利用的是暖流，但是凭借着它们的大小、重量（最重可达 700 多公斤）以及厚厚的脂肪层，它们在较低的水温下也不会出现任何问题。
这些海洋爬行动物在今天是独一无二的；它们是温暖海洋的遗迹，当时海洋中的主要生物不是海洋哺乳动物，而是巨大的蜥蜴。它们与其他海龟仅有远亲关系。
它比其他海龟具有更强的远洋适应能力，例如其流体动力学形状、非常长的桨、尾部和后腿之间 纳米比亚电报数据 的蹼以及灵活的胸腔。这使它能够深呼吸，并在深潜时填满肺部：潜水时，它首先用鳍状肢有力地拍打，然后以每秒约半米的速度潜水。随后，她的游泳动作愈发悠闲，直至最后毫不费力地滑行至更深的水下。 “这是因为随着水深的增加，它们的肺容量会大大减少，因此它们的整体比重比周围的水要大。通过这种方式，它们可以完成80%的潜水距离。如果他们的肺部塌陷，他们就只能依靠血液和肌肉中的氧气储备。”其中一只样本下潜深度1186米，持续86.5分钟。