Le specie di tartarughe marine e le tartarughe terrestri condividono il comportamento riproduttivo. A causa della capacità delle tartarughe femmine di conservare lo sperma e trasportare uova fecondate per lunghi periodi, si sa poco del periodo di gestazione.
Poiché le tartarughe marine femmine possono conservare lo sperma dopo l'accoppiamento per periodi di diversi mesi, gli scienziati possono solo stimare il periodo di gestazione. Questo è il periodo che intercorre tra la fecondazione degli ovuli e la formazione dell'albume protettivo e del guscio prima della deposizione. Le stime del periodo di gestazione vanno da sette a dieci settimane a due anni, poiché alcuni scienziati suggeriscono che la tartaruga potrebbe trattenere le uova fecondate per lunghi periodi. Il periodo di incubazione è più facile da osservare e dura in genere 60 giorni. Temperature più elevate nella sabbia dove le tartarughe depongono le uova producono femmine e temperature più basse producono maschi.
Le specie di tartaruga scatola, che sono animali domestici popolari, condividono le caratteristiche riproduttive con le tartarughe marine. Una femmina può deporre uova fecondate fino a quattro anni dopo un accoppiamento riuscito, secondo lo Smithsonian National Zoo.