玳瑁体型较大，背甲曲线长度62.5-114厘米，体重35-127千克。吻长，侧扁；上颚前端钩曲呈鹰嘴状；下颚骨纤细，下颚联合长，仅略短于眼的纵径；颚缘无锯齿，但具纤细的斜直条纹。头背具对称大鳞，前额鳞2对；颈前部、喉、颏部具若干小鳞。背甲较平扁，呈心形；盾片呈明显的覆瓦状排列，老年个体渐趋平铺；颈盾宽短，与第一对缘盾平列向前凸出；椎盾5枚；肋盾4对，第一对肋盾不与颈盾相接切；一条明显的脊棱自第一椎盾贯穿至最后一枚椎盾；侧棱极弱(幼体时十分明显)；缘盾每侧11枚，在体后三分之二处形成明显的强锯齿状；2枚臀盾略大于相邻的缘盾，两臀盾间具缝隙，呈凹缺。腹甲前后缘弧形，前端具一扇形间喉盾；肛盾中缝最长，其余盾片中缝约略相等；自肱盾至肛盾中央隆起，形成腹甲两侧的棱嵴，棱嵴之间形成凹陷；两侧具4枚一列的下缘盾；在腋区具4枚或数目更多的鳞片；在胯区有1或2枚鳞片；盾片均具辐射线。四肢桨状，前肢长于后肢，覆有并列大鳞和盾片，每肢外侧具2爪。尾短。

生活时，头背鳞片黑色到棕褐色，在鳞缘色浅；颚缘黄色，有暗色的斑。背甲棕红色，缀有浅黄色云斑，具金属光泽。腹面黄色，有褐色块斑。