Żółwie, należące do gadow, mają zimnokrwiste układy metaboliczne wymagające zewnętrznego ciepła do ruchu i utrzymania życia. Zbliżając się zimy, żółwie wodne nie przeżyją surowych temperatur i muszą wejść w zimowanie. Ponieważ nie mogą migrować jak ptaki, zanurzają się w stawach i jeziorach, czekając na ocieplenie. Żółwie znalazły sposób na oddychanie pod wodą i przeżywanie podczas zimowania.
Cykl zimowania
Prawie wszystkie prawdziwe żółwie wodne zimują, w pełni lub sporadycznie przez zimę. Może to trwać do 4 miesięcy. Szukają schronienia na początku jesieni. Niektóre gatunki (stinkpot, snapper, miękkopancerne) zaczynają zimować w październiku. Termin zależy też od tego, czy zima nadchodzi gwałtownie.
Tempo metaboliczne
Żółwie mają normalny metabolizm w cieplem klimacie, działający ok. 10 razy wolniej niż u ssaków podobnych rozmiarów. Zimą metabolizm spada o kolejne 10–20 %. Letnie tętno to ok. 40 uderzeń/min. Zimą spada do 1 uderzenia na 10 minut.
Przeżywalna temperatura
Żółwie wodne schodzą na dno jezior, strumieni i stawów, gdzie lodowa pokrywa odcięcie ucieczkę. Żółw wodny przeżywa temperaturę nie niższą niż 2 °C poniżej zera. Typowa bezpieczna strefa mikroklimatu w jeziorach, strumieniach i stawach to ok. 4 °C (39 °F). Żółwie szukają tej strefy bogatej w tlen i zostają tam do wiosny.
Pobieranie tlenu
Żółwie mają płuca, ale nie mogą ich używać pod wodą. Nie mają skrzydeł. Posiadają specjalnie zbudowane gardła i pyszczki z wyściółkami, które złapią drobne cząsteczki tlenu i wchłoną je do mikrokapilarnych naczyń. To jednak nie w pełni utlenia organizm. Dodatkowa para cienkościennych worków blisko odbytu łapie i rozpuszcza minimalne ilości tlenu. Gardło i pyszczka, wraz z workami odbytnymi, tworzą ledwo wykrywalne pompowanie, pobierające tlen z obu stron ciała i rozprowadzające go.
Usuwanie toksyn
Gdy żółw wchłania tlen gardłem i workami odbytnymi, w organizmie gromadzą się duże ilości dwutlenku węgla i kwasu mlekowego. Nie mogą ich wydychać. Zamiast tego ich pancerze uwalniają sole wapnia, które wpadają do krwiobiegu i neutralizują toksyczne gazy i chemikalia. Proces przypomina działanie wapnia węglanowego neutralizującego kwas żołądkowy u ludzi.