Żółwie mają rozwinięte zmysły, które pomagają im w codziennym funkcjonowaniu. Ich wzrok jest dobrze przystosowany do wykrywania ruchu i rozpoznawania kształtów – niektóre gatunki potrafią nawet rozróżniać kolory, szczególnie czerwony i żółty. Słuch żółwi jest słabszy niż u ssaków, ale odbierają one niskie dźwięki i wibracje, co pomaga im wykrywać zagrożenia. Zmysł węchu jest niezwykle czuły – żółwie używają go do odnajdywania pożywienia oraz identyfikowania innych osobników. Ich dotyk jest dobrze rozwinięty, zwłaszcza w obszarze szyi i kończyn. Mimo pozornej ospałości, żółwie są inteligentnymi zwierzętami, które zapamiętują trasy i uczą się rozpoznawać swoich opiekunów.