Complejo Chelonoidis nigra
Inicialmente, la tortuga gigante de Aldabra ("Geochelone gigantea") y las de las Galápagos fueron consideradas como una sola especie, pues los naturalistas pensaban que los marineros habían transportado a las tortugas. En 1783, Johann Gottlob Schneider clasificó todas las tortugas gigantes como "Testudo indica" («tortuga de las Indias»). En 1812 August Friedrich Schweigger las llamó "Testudo gigantea" («tortuga gigante»). En 1834, André Marie Constante Duméril y Gabriel Bibron clasificaron las tortugas de las Galápagos como una especie separada, a la que llamaron "Testudo nigrita" («tortuga negra»).
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.