棱皮龟体大，是世界上龟鳖类中体形最大的一种。壳长1040-1500mm，宽560-900mm，高290-495mm。重均达100kg以上。最大的可以长到1吨重。头大，颈短。头宽133-220mm。上颚前端有二个大三角形齿突，其间有一凹口，承受下颚强大的喙。头、四肢及身体均覆以革质皮肤，无角质盾片。体背具7行纵棱，腹部有5行纵棱，因而得名。四肢桨状，无爪。前肢特别发达，前肢前缘长720-1010mm，后肢前缘长298-480mm，前肢约为后肢长的2倍多。尾短，尾与后肢间有皮膜相连。
棱皮龟杂食性，主要以鱼、虾、蟹、乌贼、螺、蛤、海星、海参、海蜇和海藻等为食，甚至包括长有毒刺细胞的水母。它的嘴里没有牙齿，但是却在食道内壁有大而锐利的角质皮刺，可以磨碎食物，然后再进入胃、肠进行消化吸收。
掰开其嘴巴后，虽然没有牙齿，但是其大而锐利的角质皮层比亚吃要厉害的多，让人异常恐惧！
幼龟体表及四肢均覆以不规则的多角形小鳞片。最大的分布在背甲和腹甲。此外，头背与头侧亦具有对称的鳞片。成体则鳞片消失，代之以革质的皮肤。成体背暗棕色或黑色，杂以黄色或白色的斑点。腹部灰白色。幼龟背灰黑色，身体上的纵棱和四肢的边缘为淡黄色或白色。腹部白色，有黑斑。
棱皮龟属于变温的爬行动物，但从热带到北极地区的棱皮龟都能在7℃的水中维持25℃的体温。虽然它的基础代谢率远远低于哺乳动物，但其绝缘体积效应帮助保持着足够的热量。如果在温暖的气候下，它就增加输送到四肢末端去的血流量，从而大量提高其热损，即大量散热。
棱皮龟的视力不好。因此，它们常常把海面漂浮的塑料袋或者其它垃圾当作水母吃了造成肠道阻塞，结果使大量的棱皮龟死于人类制造的白色垃圾。由于棱皮龟四肢巨大，并且进化成桨状，可持久而迅速地在海洋中游泳，故有“游泳健将”之称。1970年，中国长江口海域捕获了一只棱皮龟，而它身体上所挂的标记却表明它还曾经在万里之外的英国大西洋海域被捕获过，足见它的游泳本领之高。
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