Odontochelys è la tartaruga più antica che sia stata scoperta. È stata descritta per la prima volta da tre esemplari di 220 milioni di anni fa, scavati nelle rocce del Triassico superiore a Guizhou, in Cina.
Come tartaruga primitiva, Odontochelys si differenziava dalle tartarughe moderne in diversi modi. Le tartarughe moderne possiedono un becco corneo senza denti in bocca. Al contrario, i fossili Odontochelys avevano denti nella mascella superiore e inferiore.
Una delle caratteristiche più sorprendenti delle tartarughe, sia moderne che preistoriche, sono i loro gusci dorsali, che formano un carapace corazzato sul corpo dell'animale. Odontochelys aveva solo la parte inferiore dell'armatura di una tartaruga, il plastron. Non aveva ancora un carapace solido come la maggior parte delle altre tartarughe. Invece di un carapace solido, Odontochelys aveva le costole allargate come quelle degli embrioni di tartaruga moderni che non hanno ancora iniziato a sviluppare le piastre ossificate di un carapace.
In un confronto delle proporzioni del cranio, il cranio di Odontochelys è molto più allungato davanti agli occhi rispetto alle altre tartarughe. La coda della tartaruga preistorica era più lunga in proporzione al suo corpo rispetto alle altre tartarughe. Inoltre, i processi trasversali che si trovano nella coda non sono fusi come nelle tartarughe posteriori.
Nel complesso, queste differenze anatomiche fanno sì che Odontochelys abbia alcune delle caratteristiche più primitive mai viste in una tartaruga ed è una sorta di fossile di transizione. Alcuni scienziati, tuttavia, sono scettici nei confronti di questa idea. Reisz e Head suggeriscono che Odontochelys non rappresenta una tartaruga con un guscio parzialmente evoluto, ma che è un discendente di una tartaruga più antica, che vive sulla terraferma, e che il guscio è diventato invertito. Tali gusci possono essere visti sulle tartarughe moderne, come le tartarughe a dorso di pelle (il genere Dermochelys).
È probabile che Odontochelys fosse acquatico, poiché gli esemplari fossili sono stati trovati in depositi marini pieni di conodonti e ammoniti. La tartaruga primitiva nuotava in acque marine poco profonde vicino alla riva.
Il nome della specie, Odontochelys semitestacea, significa letteralmente "tartaruga dentata con un mezzo guscio" - una descrizione appropriata delle sue caratteristiche fisiche più sorprendenti.
