Les tortues sont des animaux ectothermes, c'est-à-dire que leur température corporelle est intimement dépendante de la température ambiante, leur physiologie ne disposant pas de système régulateur thermique interne. Ce sont par ailleurs des animaux poïkilothermes, c'est-à-dire dont les performances de l'activité métabolique sont dépendantes de la température suivant une fonction appliquant la Loi de Poisson. Les fonctions métaboliques optimales sont acquises au sommet de la courbe graphique de la Loi de Poisson (températures en abscisses, performances métaboliques en ordonnées) affectant la traditionnel forme "en chapeau de gendarme". La température optimale pour le métabolisme poïkilotherme est appelée "Température Moyenne Préférentielle" (TMP). Mais cette Température Moyenne Préférentielle ne doit en aucun cas être maintenue de façon constante, car les différentes étapes nycthémérales du métabolisme poïkilotherme exigent des variations fluctuantes centrées sur cette TMP mais d'amplitude importante suivant les heures du jour et de la nuit.
Par ailleurs si la température augmente trop fortement, les fonctions vitales de l'organisme poïkilotherme vont s'accélérer dangereusement... pouvant aller jusqu’à la mort de l'animal. Pour éviter cette situation, l'animal s'enterre dans un sol frais pour une période d'estivation.A contrario, si la température baisse de façon trop importante, les fonctions vitales de l'organisme poïkilotherme vont être mises progressivement au repos pour économiser toute dépense énergétique. Repos qui peut aller jusqu'à l'hibernation... si l'espèce est adaptée à l'état physiologique d'hibernation par son passé évolutif (ce qui n'est pas le cas des Testudo graeca du Maghreb, contrairement aux Testudo graeca du plateau iranien, de Turquie, de Géorgie, de l'est de la Grèce et de la Roumanie).
Il est préférable que toute variation de température du milieu ambiant soit douce et régulière. Une variation brutale provoque un choc thermique, avec risque important de mort soudaine par tachycardie en cas d'élévation brutale de la température ou par bradycardie en cas de chute brutale de la température.
D'une façon générale, les tortues ont donc des comportements différents en fonction des températures: