绿海龟是用肺进行呼吸的，但它胸部不能活动，而是采用一种吞气式的呼吸方式，所以每隔一段时间便要将头伸出海面来呼吸。

但绿海龟也可以较长时间地在水下生活，这是因为它还有一种具特异呼吸功能的肛囊，即直肠两侧的一对薄囊，在肛囊袋的壁上密布着许多微血管。当绿海龟在海中栖息时，能有节奏地收缩着肛门周围的肌肉，使海水在肛门、直肠和肛囊间进出，此时微细血管内的红细胞即可从海水中摄取氧气，而使其不必把头伸出水面进行呼吸了。

夜晚，绿海龟就躺浮在海面上睡觉，暂时停止肛囊的呼吸作用，而改用肺来呼吸。