Żółwie są przedstawicielami gromady gadów (Reptilia). Gady pojawiły się na Ziemi prawdopodobnie przed 300 milionami lat, jeszcze w erze paleozoicznej. Na drabinie ewolucji zajęły dość wysokie miejsce, między płazami, od których się wywodzą, a ptakami i ssakami. Obydwu tym grupom dały bowiem początek określone szczepy gadów. To właśnie gady, jako pierwsze wśród kręgowców, ostatecznie przeniosły życie zwierzęce na ląd.  Większość gadów wyginęła ok. 70 milionów lat temu. Do naszych czasów dotrwały tylko 4 rzędy: żółwie, krokodyle, gady łuskonośne (węże i jaszczurki) oraz hatteria (tylko u wyb. N. Zelandii).  Żółwie są jedną z najstarszych i najpierwotniejszych grup gadów występujących współcześnie. Pojawiły się już w początkach ery mezozoicznej (górny trias). W jurze i kredzie były liczne i pospolite: miały typową żółwią postać. U schyłku trzeciorzędu istniały formy organicznie bliskie dzisiejszym gatunkom.  Przodkowie żółwi są nieznani. Nie odnaleziono form pośrednich, które łączyłyby żółwie z prymitywnymi gadami okresu węglowego. Żółwie nie są też spokrewnione z innymi grupami gadów. Najstarszym odkrytym żółwiem jest pochodzący z górnego triasu Triasochelys. Zwierzę to nie mogło wciągać pod pancerz głowy ani odnóży, na nogach, głowie i ogonie znajdowały się ochronne kolce, istniały też szczątkowe zęby podniebienne. Świadczyłoby to, że żółwie pochodzą od nieznanych jeszcze gadów, posiadających zęby.