Le tartarughe respirano aria; hanno bisogno di venire in superficie per respirare ossigeno. Ma hanno adattamenti che consentono loro di rimanere sott'acqua per lunghi periodi di tempo. Hanno anche un adattamento per assorbire piccole quantità di ossigeno senza respirare.
Le tartarughe respirano l'aria attraverso le narici esterne situate sopra la bocca. L'aria si muove attraverso la glottide e nella trachea, costituita da una serie di anelli di cartilagine. La trachea di una tartaruga è allungata e flessibile, consentendo alla tartaruga di muovere la testa dentro e fuori dal suo guscio. La trachea si divide vicino al cuore in due bronchi che forniscono aria ai polmoni, dove viene assorbita dal corpo.
Poiché il guscio di una tartaruga non può espandersi e contrarsi come fanno le costole di una persona, le tartarughe hanno muscoli all'interno dei loro gusci che si espandono e si contraggono per spostare l'aria dentro e fuori i polmoni. Muovere gli arti aiuta anche con la respirazione alterando la pressione nei polmoni.
Poiché le tartarughe sono a sangue freddo, il loro livello di attività dipende dalla temperatura esterna. Sono più attivi a temperature calde e meno attivi quando fa freddo. Quando le temperature scendono, i livelli di attività diminuiscono, così come il metabolismo delle tartarughe. Quando le temperature scendono, le tartarughe vanno in letargo. Alcune tartarughe vanno in letargo, senza respirare, nel fango sul fondo dello stagno.
Durante il letargo, non si muovono e il battito cardiaco rallenta. Essi "respirano" anaerobicamente, utilizzando i grassi immagazzinati durante i mesi estivi. Questo processo mantiene basso il metabolismo e la funzione cellulare delle tartarughe, ma si traduce in un accumulo di acido lattico. I gusci delle tartarughe rilasciano carbonati nei loro sistemi, neutralizzando l'acido e impedendo che diventi letale.
Alcune specie di tartarughe possono assorbire l'ossigeno dall'acqua, permettendo loro di rimanere sott'acqua per lunghi periodi di tempo senza prendere aria. Il tempo in cui possono rimanere sott'acqua dipende dalle specie e dalla temperatura. Le tartarughe marine, ad esempio, possono rimanere sott'acqua dalle quattro alle sette ore a riposo. Le tartarughe in letargo possono rimanere sott'acqua per diversi mesi.
La cloaca è un'apertura nella parte posteriore di una tartaruga dove il retto e il sistema urinario si svuotano. L'espansione e la contrazione dei muscoli costringe l'acqua a entrare e uscire dalla cloaca. In alcune specie di tartarughe, come la tartaruga dipinta orientale, la cloaca ha un'alta densità di vasi sanguigni, consentendo alla tartaruga di assorbire l'ossigeno dall'acqua attraverso la pelle. Alcune specie, come la tartaruga muschiata, possono assorbire ossigeno nei vasi sanguigni nella cavità della gola.
Nonostante i loro adattamenti, le tartarughe possono annegare se rimangono bloccate sott'acqua. A meno che la temperatura non sia abbastanza fredda da consentire a una tartaruga di entrare in letargo, la tartaruga avrà bisogno di respirare per ottenere ossigeno e potrebbe respirare acqua nei suoi polmoni.
Le tartarughe possono anche asfissiare sott'acqua se consumano tutto l'ossigeno disponibile nei loro sistemi. In situazioni di stress, le tartarughe possono lottare, consumando rapidamente l'ossigeno disponibile. L'acido lattico si accumula quando la respirazione anaerobica si attiva e può diventare rapidamente tossico. In questi casi, le tartarughe che non riescono a raggiungere la superficie per respirare possono morire in pochi minuti.
