Chelonoidis chilensis
Se ha establecido, a pesar de su diferencia de tamaño, la cercanía genética entre el complejo insular que integran las tortugas de las Galápagos y "Chelonoidis chilensis", con una distancia genética menor que la que hay entre esta última y otras especies del género "Chelonoidis" del subcontinente sudamericano: el "morrocoy sabanero" y el "morrocoy de la selva".
Anapsida
Tradicionalmente las tortugas se consideraron anápsidos debido a que poseen el cráneo anápsido típico, pero estudios genéticos y moleculares empezaron a sugerir que estaban emparentados con los diápsidos. El descubrimiento de tortugas fósiles como "Eunotosaurus", "Pappochelys" y "Eorhynchochelys" vinieron a confirmar que las tortugas son diápsidos que perdieron las fenestras temporales y que eran convergentes con ellos. Según estudios moleculares y fósiles las tortugas forman un clado Pantestudines con los sauropterigios y algunos fósiles como el "Sinosaurosphargis", algunos de estos eran superficialmente parecidos a las tortugas pero no se les consideraron relacionados con ellos. Las evidencias de que si estas formas fósiles fueron antepasados de las tortugas no esta todavía bien clara.