Chúng còn được gọi với cái tên rùa da, bởi đặc điểm khác biệt của loài rùa này là không có mai. Lưng của chúng được phủ một lớp da dày, rất dai. Rùa khổng lồ Dermochelys coriacea là loài duy nhất còn tồn tại trong họ Dermochelyidae.
Điểm đặc biệt nữa, là chúng không có răng. Chúng chỉ có lớp sừng sắc dính vào môi trên và các gai mọc ngược trong họng, giúp chúng nuốt thức ăn dễ dàng. Đây là loài có khả năng lặn sâu kỷ lục. Chúng thường bơi lội, kiếm ăn và nghỉ ngơi ở độ sâu 1.200m dưới đáy biển. Chúng nhịn thở được tới 70 phút dưới đáy biển.
Con người có châm ngôn “chậm như rùa”, thế nhưng, với loài rùa này thì phải xem xét lại, bởi tốc độ di chuyển của rùa Dermochelys coriacea là khủng khiếp, với 35,28km/giờ, tức gần 10m/giây trong môi trường nước. Theo các nhà khoa học, sở dĩ loài rùa này có tốc độ bơi khủng khiếp như thế bởi chúng có đôi chân chèo to, rộng, cực khỏe.
Dermochelys coriacea trưởng thành dài đến 2m, thậm chí 3m. Trọng lượng cơ thể từ 250 đến 700kg. Con rùa to nhất được biết đến dài 3m, nặng 916kg, được phát hiện ở vùng biển phía Tây xứ Wales.
Cường độ hoạt động của rùa Dermochelys coriacea được coi là không có đối thủ. Chúng chỉ dùng khoảng 0,1% thời gian để nghỉ ngơi. Như vậy, có thể nói, bất kể ngày hay đêm, biển động hay yên ắng, loài rùa này đều hoạt động với tốc độ cao.
Sự vận động mạnh mẽ, khủng khiếp này khiến chúng duy trì mức độ thân nhiệt cao, ổn định và điều đặc biệt là tạo ra hệ thống cơ bắp cực kỳ mạnh mẽ.
Loài rùa Dermochelys coriacea phân bố khá rộng. Chúng có mặt từ Alaska đến Na Uy từ Mũi Hảo Vọng ở châu Phi đến điểm cực nam New Zealand. Chúng sống trong tất cả các vùng biển nhiệt đới và cận nhiệt đới, và còn được tìm thấy ở vòng Bắc cực.
Mặc dù thời gian sống chủ yếu của chúng là ngoài biển xa, những vùng biển sâu, nhưng đôi khi các nhà khoa học vẫn bắt gặp chúng sống trên cạn, hoặc những vùng nước cạn.
Các nhà khoa học đã theo dõi một con rùa bằng cách gắn thiết bị định vị trên lưng chúng. Điều kinh ngạc là con rùa này đã bơi từ Indonesia đến Mỹ trên quãng đường khoảng 20.000km trong vòng 647 ngày trong quá trình nó tìm kiếm thức ăn.
Quá trình giao phối diễn ra ngoài biển. Rùa đực không bao giờ vào bờ kể từ khi chúng nở ra từ quả trứng trên cạn. Điều đặc biệt nữa là rùa cái chỉ giao phối 1 đợt trong vòng 2-3 năm, nhưng chúng lại làm tổ và sinh sản thường xuyên. Mỗi con cái thường giao phối liên tiếp với vài con đực. Rùa đực ngoài nhiệm vụ giao phối, thì không có vai trò gì nữa.
Rùa cái thường tìm bãi cát thoải, mềm, dùng chân trước bới sâu, đẻ trứng vào hố, rồi lấp cát lại. Chúng thường đẻ tới 9 ổ, mỗi ổ cách nhau 9 ngày. Mỗi ổ có tới 110 quả trứng. Như vậy, một đợt sinh đẻ, chúng cho ra đời gần 1.000 quả trứng. Có tới 85% số trứng nở thành rùa con. Tuy nhiên, số lượng rùa con sống sót đến khi trưởng thành lại vô cùng ít. Chúng phải đối mặt với vô số hiểm nguy rình rập kể từ lúc nở ra khỏi trứng.
Khi rùa con đã xuống biển, ít khi con người nhìn thấy chúng. Chúng ở rịt dưới biển sâu để kiếm ăn cho đến khi trưởng thành, trở lại bãi cát để sinh nở.
Thức ăn ưa thích của rùa Dermochelys coriacea là các loài sứa. Chúng thường di cư giữa những vùng nước lạnh, nơi có rất nhiều sứa sinh sống.
Các nhà khoa học khẳng định rằng, Dermochelys coriacea đã tồn tại ở dạng nào đó kể từ khi rùa biển xuất hiện cách đây 110 triệu năm trong kỷ Creta. Chúng có quan hệ khá gần với họ vích (Cheloniidae). Chúng là loài duy nhất còn sinh tồn trong chi Dermochelys.
Nghiên cứu gần đây cho thấy có khoảng 26.000 đến 43.000 rùa cái làm tổ mỗi năm, ít hơn rất nhiều so với 115.000 cá thể theo nghiên cứu năm 1980. Sự suy giảm này là đáng cảnh báo cho sự tồn vong của rùa Dermochelys coriacea trong tương lai.