Les différentes espèces de tortues ont des modes de reproduction et un cycle de vie assez communs. Elles pondent des œufs et les enfouissent. Ceux-ci, contrairement à ceux d'autres reptiles comme les crocodiles ou les lézards n'ont pas besoin d'être couvés. À leur éclosion, les juvéniles sont seuls et sont autonomes.
Les tortues ont un mode de fécondation interne. Le mâle apporte les spermatozoïdes directement dans la zone génitale de la femelle. Toutes les espèces sans exception sont ovipares.
La vitesse de prolifération des tortues dépend des espèces. Avant les accouplements, il y a généralement des combats entre mâles. Les tortues pratiquent différentes parades nuptiales qui varient en fonction des espèces. Les tortues mâles utilisent leurs griffes et leur bec pour s'accrocher aux femelles et obtenir un meilleur accès au cloaque. La pression sur le carapace déforme le corps de la femelle, faisant ressortir davantage son cou d'un côté et le cloaque de l'autre
Contrairement à d'autres reptiles, les tortues ont généralement un pénis et non un hémipénis. Les tortues marines s'accouplent dans l'eau. Les tortues terrestres mâles s'accouplent avec les femelles en grimpant sur leur dos. Les sons émis par les mâles lors de l'accouplement sont très inhabituels. Les femelles restent stoïques et continuent parfois à marcher ou même à manger.
La plupart des tortues femelles creusent un trou pour enterrer leurs œufs. Elles utilisent leurs pattes arrières pour creuser, cependant il existe de rares exceptions (Pseudemydura umbrina par exemple). Quelques tortues gardent leurs nids comme les tortues brunes de Birmanie ou les cinosternes jaunes.
Les pontes collectives des tortues marines sont appelées arribada. Elles ont lieu sur les plages au début et à la fin des cycles lunaires quand la marée et le ressac sont au plus bas.
Les œufs sont généralement pondus sur terre. Il y a néanmoins certaines exceptions comme la Chelodina siebenrocki qui dépose ses œufs dans l'eau.
Certaines espèces pondent de nombreux œufs en même temps. D'autres, comme les Homopus ou les Pyxis, ne pondent qu'un œuf à la fois. Dans le cas des tortues pondant peu d'œufs, les embryons sont en général plus développés au moment de la ponte que ceux des tortues qui pondent beaucoup, ce qui maximise les chances d'éclosion des œufs.
Les œufs de tortue ont une couleur oscillant entre le blanc et le jaunâtre. Les œufs de tortue pondant beaucoup d'œufs sont en général plus ronds alors que les œufs de tortue ne pondant que peu d'œufs sont en général plus ovales. Leurs coquilles peuvent être très souples ou très dures suivant les espèces. Celles-ci sont poreuses, ce qui leur permet de capter l'oxygène de l'environnement et d'évacuer de l'eau.
Certaines espèces pondent plusieurs fois par saison et les tortues marines, notamment, peuvent pondre jusqu'à dix fois par an.
La détermination du sexe correspond à l'évènement au cours du développement embryonnaire qui va faire d'une tortue un mâle ou une femelle. Le sexe peut être déterminé par la combinaison chromosomique des gamètes.
Néanmoins, chez la plupart espèces, il existe un mécanisme supplémentaire ou remplaçant celui-ci. On sait depuis la fin des années 1960 que, à une période critique de l'incubation, la température influe sur la détermination du sexe des embryons de certaines espèces de reptiles, dont les tortues. Des températures basses favorisent la naissance de mâles alors que des températures élevées favorisent les femelles.
Quelques semaines ou quelques mois après l'enfouissement, les juvéniles sortent des œufs. Ils se libèrent rapidement en utilisant un diamant. Les espèces marines cherchent ensuite à rejoindre la mer le plus rapidement possible.
Les juvéniles ont une apparence différentes de celle de leurs parents. Leur carapace est en général plus plate. Les dessins sur celle-ci et ceux de leur peau sont très différent.
Les juvéniles consomment plus de viande que les adultes, ce qui leur permet d'avoir un apport en protéines supérieur, ce qui est nécessaire à leur croissance.
Une fois que la tortue est devenue adulte, elle continue à se développer tout au long de sa vie. La forme de leur carapace évolue. Pour certaines tortues, celle-ci devient plus bosselée. L'éclat de la couleur des carapaces des tortues les plus vieilles diminue et celles-ci sont généralement abimées par des marques dues aux attaques des prédateurs.