La familia Cheloniidae está dividida en tres subfamilias, 11 géneros, seis de ellos extintos y seis o siete especie actuales:^[1]​

Subfamilia Carettinae

Género Caretta

Caretta caretta

Género Lepidochelys

Lepidochelys kempii

Lepidochelys olivacea

Subfamilia Cheloniinae

Género Chelonia

Chelonia mydas

Chelonia agassizii (estatus taxonómico discutido)

Género Eretmochelys

Eretmochelys imbricata

Género Natator

Natator depressus

Subfamilia Toxochelyinae †

Género Ctenochelys †

Género Osteopygis †

Género Porthochelys †

Género Prionochelys †

Género Thinochelys †

Género Toxochelys †

A continuación un cladograma mostrando las relaciones filogenéticas de las tortugas marinas vivas y extintas en la familia Cheloniidae basándose en Lynch y Parham (2003)^[2]​ y Parham y Pyenson (2010).^[3]​

1. ↑ Nicholls, E. L. 1988. New material of Toxochelys latiremis Cope, and a revision of the genus Toxochelys (Testudines, Chelonioidea). Journal of Vertebrate Paleontology 8(2):181-187.
2. ↑ Lynch, S.C.; Parham, J.F. (2003). «The first report of hard-shelled sea turtles (Cheloniidae sensu lato) from the Miocene of California, including a new species (Euclastes hutchisoni) with unusually plesiomorphic characters». PaleoBios 23 (3): 21-35.  (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
3. ↑ James F. Parham; Nicholas D. Pyenson (2010). «New Sea Turtle from the Miocene of Peru and the Iterative Evolution of Feeding Ecomorphologies since the Cretaceous». Journal of Paleontology 84 (2): 231-247. doi:10.1666/09-077R.1. 

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