卡罗莱纳箱龟隶属于曲颈龟亚日，龟科，龟亚科，箱龟属。其种共有6个亚种分化。分别是东部亚种即模式亚种也最常见。海滨亚种、三趾亚种、佛罗里尤卡坦亚种，后两种极为少见。
箱龟是指出产于北美洲的一类腹甲能与背甲完全闭合的龟类。
箱龟虽隶属于龟科（也称淡水龟科），但却完全为陆生，极少下水，与陆龟科的龟类一样。这一点与问样隶属于龟科的闭壳龟属的龟类不相同，后者大多数种类适应水栖或半水栖的生活。箱龟属与闭壳龟属的龟类没有直接亲缘关系，分属于不同亚科。龟甲功能的相似属于趋同进化的结果。
卡罗莱纳箱龟的头部适中，顶部光滑无鳞片覆盖，上喙略钩曲，并有微小锯齿，头部两侧的鳞片明显。背甲圆拱，隆起较高，具有明显的中央棱脊，缘盾平整光滑，不呈锯齿状，四肢上披有明显的鳞片，指趾间几乎不具蹼，腹甲前后间由韧带相连拽，可分别向上活动与背甲完全闭合，而将头、尾、四肢完全收入龟甲内，尾较细小，披鳞。
东部箱龟（模式亚种）的背甲基调色为黑棕色或暗褐色，身体软组织的颜色亦然，部分个体的颜色会稍浅些。整个身体：头、尾、四肢、背甲上都有明黄色至橙红色的斑纹。背甲上斑纹的形状变化极大，从条链状到斑点状，或连聚或分散，应有尽有。有些个体的黄色斑纹较多，而有些个体的红色斑纹较多。但都能看出其斑纹是从每块盾片中后方向周围放射状分布。腹甲有的为黄色具黑色斑纹，有的为黑褐色。三趾亚种与墨西哥亚种也具有斑纹，但通常是头颈部及四肢上的斑纹较甲壳上的鲜艳许多，从黄到红都有。而甲壳上的斑纹大多模糊不清，难以识别。三趾亚种背甲以黄褐色为基调色，部分个体呈橄榄色。与墨西哥亚种相比，三趾亚种的背甲盾片接缝处的颜色较深，三趾亚种的后肢具有三趾。佛罗里达亚种亦有后肢为三趾的个体，但此亚种的背甲上具有细长的黄色放射状线纹，且中央背纹为黄色，显得非常漂亮，这与饰纹箱龟较易混淆，其差别在于佛罗里达亚种的背甲中央具棱脊，且背甲隆起较高。与本种的其它亚种相比，佛罗里达亚种的背甲最高处不是在背甲中央，而是在背甲稍微靠后的部位，另外两个亚种：海滨亚种和尤卡坦亚种均不具有明显的斑纹，其背甲通常为黄褐色或暗褐色，无斑纹。海滨亚种是卡罗莱纳箱龟中体型最大的亚种，成体的背甲最大可达22厘米长，且背甲显得较细长。尤卡坦亚种与海滨亚种外貌相似，但头部具有少量黄白相间杂的小斑点，喙前端平切，体型较小。
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