Sua carapaça é de coloração preta com manchas brancas ou azuladas espalhadas ao longo das quilhas. Possui pontos rosados no pescoço, axilas e virilha. Pode chegar a ter 257cm de comprimento. Este foi o maior espécime registrado, que foi encontrado morto em Harlech Beach em Gwyneed Wales (EUA), em setembro de 1988. Seu peso chega a 916Kg. Crescem mais rápido que as outras espécies de tartarugas marinhas.

Está mais adaptada às águas frias devido à sua derme grossa e oleosa. Como resultado, é a mais amplamente distribuida; há registros em altas latitudes onde as temperaturas da água oscilam entre 10º C e 20º C.

Esta espécie tem hábitos pelágicos e se aproximam da costa somente durante a temporada de reprodução. Também conseguem descer a grandes profundidades e estão bem adaptadas aos mergulhos profundos.

É uma tartaruga carnívora, se alimentando basicamente de águas-vivas e de sua fauna acompanhante. Por causa desta alimentação, elas freqüentemente confundem sacos plásticos ou celofane com águas-vivas e correm o risco de morrerem por indigestão.

Prefere desovar em praias continentais. Normalmente desovam no outono e inverno, diferentemente das outras espécies de tartarugas marinhas, quando chegam em grandes grupos nos sítios de desova formando as arribadas. No Brasil está em situação muito delicada, poucos exemplares chegam ao litoral do Espírito Santo para efetuar a postura.

As fêmeas normalmente desovam de 4 a 6 vezes por temporada, com 61 a 126 ovos por ninho. Normalmente mais da metade do ninho consiste de ovos pequenos e sem gema (não férteis). A incubação varia de 50 a 78 dias e a temperatura "ótima" é por volta de 29º C.

Seus ovos e embriões são comidos por caranguejos, porcos e lagartos. Já os filhotes são predados por mamíferos, aves, peixes e lulas. Juvenis e adultos são atacados por tubarões e baleias Orca (Orcinus orca).