Odontochelys jest najstarszym znanym żółwiem, który został odkryty. Po raz pierwszy opisano go z trzech 220-milionowych okazów wydobytych w skałach górnego triasu w Guizhou, w Chinach.
Jako żółw prymitywny, Odontochelys różnił się od współczesnych żółwi na kilka sposobów. Nowoczesne żółwie mają rogaty dziób bez zębów w pysku. Natomiast skamieliny Odontochelys miały zęby w górnej i dolnej szczęce.
Jedną z najbardziej uderzających cech żółwi, zarówno współczesnych, jak i prehistorycznych, są ich grzbietowe skorupy, tworzące pancerny pancerz nad ciałem zwierzęcia. Odontochelys miał tylko dolną część pancerza żółwia, plastrona. Nie miał on jeszcze solidnego pancerza, jak większość innych żółwi. Zamiast karapaksu stałego Odontochelys miał poszerzone żebra, jak w przypadku współczesnych zarodków żółwi, które jeszcze nie zaczęły rozwijać skostniałych płytek karapaksu.
W porównaniu z proporcjami czaszki, czaszka Odontochelysa jest znacznie bardziej wydłużona przed oczami w porównaniu z innymi żółwiami. Ogon żółwia prehistorycznego był dłuższy w stosunku do jego ciała niż u innych żółwi. Ponadto procesy poprzeczne występujące w ogonie nie ulegają stopieniu, tak jak u żółwi późniejszych.
W sumie te różnice anatomiczne oznaczają, że Odontochelys ma jedne z najbardziej prymitywnych cech, jakie kiedykolwiek widziano u żółwia, i jest nieco przejściową skamieniałością. Niektórzy naukowcy są jednak sceptyczni wobec tej idei. Reisz i Head sugerują, że Odontochelys nie przedstawia żółwia z częściowo rozwiniętą skorupą, ale że jest potomkiem starszego, żyjącego na lądzie żółwia, i że skorupa została odwrócona. Takie muszle można zobaczyć na współczesnych żółwiach, jak na żółwiach skórzastych (rodzaj Dermochelys).
Prawdopodobnie Odontochelys był wodny, ponieważ skamieniałe okazy znajdowały się w morskich złożach pełnych konodontów i amonitów. Prymitywny żółw pływał w płytkich wodach morskich w pobliżu brzegu.
Nazwa gatunku, Odontochelys semitestacea, dosłownie oznacza "żółwia zębatego z półkorupką" - trafny opis jego najbardziej uderzających cech fizycznych.
