Karapas ialah bahagian dorsal (belakang) kura-kura yang cembung, terdiri daripada tulang rusuk keras yang menyatu dengan tulang dermal. Tulang belakang dan kembangan tulang rusuk bersatu melalui proses osifikasi (pengerasan tulang) dengan plat dermal dibalik kulitnya untuk membentuk cangkerang keras. Bahagian luar kulit dilliputi oleh skut, iaitu plat keras yang terbina daripada keratin. Ia membantu melindungi karapas daripada luka hakisan dan tercalar. Jungkir, adalah benjolan tajam pada belakangnya yang mana ciri ini ada pada sesetengah spesies, kadangkala ia tunggal, sepasang atau membentuk tiga barisan. Bentuk cangkerang kura-kura biasanya seragam, namun pelbagai bentuk dan warna umum setiap spesies yang menjadi perbezaan. Walaubagaimanapun, hanya spesies labi-labi (Trionychidae), Labi-labi Hidung Babi dan Penyu Belimbing yang tidak mempunyai skut serta proses osifikasi cangkerang. Menjadikan cangkerangnya hanya diliputi oleh kulit sahaja.[11] Ini adalah ciri-ciri akuatik sepenuhnya.

Evolusi cangkerang kura-kura unik kerana ia menunjukkan bagaimana karapas dan vertebra berubah. Berbanding tetrapoda yang mempunyai skapula atau tulang bahu di luar tulang rusuk, skapula kura-kura berada di dalam sangkar rusuk.[12][13] Cangkerang tetropoda lain, seperti armadillo tidak berhubung terus dengan turus vertebrata atau sangkar rusuk yang menjadikan rusuk bergerak bebas pada otot interkostal.[14] Bagaimanapun, analisis terhadap transisi fosil Eunotosaurus africanus menunjukkan nenek moyang kura-kura kehilangan otot interkostal yang biasanya berada antara rusuk.[15]

Kejayaan terkini berkenaan fosil kura-kura menyumbang pemahaman tentang proses evolusi cangkerang kura-kura. Sekeping fosil pertama Proganochelys, model yang dibina oleh German-Thailand dianggarkan berusia lebih 214 juta tahun dahulu, iaitu zaman Triassic akhir menjadi asas bagaimana proses pembentukan cangkerang dan osifikasi karapas berlaku melibatkan haiwan dari Keluarga Testudines ini.[16]

Rekod seterusnya mengenai penemuan fosil Odontochelys semitestacea, yang berusia 220 juta tahun dahulu, 6 juta tahun mendahului Proganochelys, yang menjadi fosil pengantaraan menunjukkan berkenaan evolusi sebahagian daripada bahagian dorsal (belakang) kura-kura.[17] Penemuan ini menjelaskan bahawa plastron O. semitestacea berevolusi sebelum menjadi struktur karapas sepenuhnya.[18] Pemeriksaan mendalam terhadap bentuk separa karapas itu mendapati terdapat persamaan dengan karapas crown turtle, iaitu kurangnya otot interkostal dan pergerakan rusuk yang terhad. Tambahan pula ia terbina daripada bentuk yang dimodifikasi dan rusuk yang luas tanpa osifikasi, sama dengan struktur pada embrio kura-kura sekarang.[16]

Selain itu, penemuan fosil E. africanus berusia 260 juta tahun dahulu, iaitu pada zaman Permian mengandaikan leluhur kura-kura adalah lebih lama dari itu kerana kajian mendapati terdapatnya proses evolusi pada karapasnya. Data sejarah lain pula menunjukkan rusuk E. africanus dan Proganochelys adalah homologous, kerana kedua-duanya luas dan berbentuk T.[19]

Hipotesis Lyson terhadap morfologi E. africanus menyatakan bahawa kura-kura pada peringkat awalnya mempunyai sifat-sifat fossorial. Torso yang luas menyebabkan pembentukan cangkerang namun dalam masa yang sama semasa era Permian, rusuknya yang semakin lebar juga memberi kestabilan apabila ia menggali tanah. Struktur rangka E. africanus dan kura-kura gopher menunjukkan terdapat persamaan iaitu kebolehan beradaptasi dengan impak semasa menggali. Contohnya bahu dan kaki depan E. africanus beradaptasi untuk menggali tanah, menunjukkan terdapatnya peningkatan otot pada struktur seperti tuberkel pada korakoid belakang dan falangnya yang luas dan besar. Tambahan pula, kebolehan menggali menjadikan E. africanus selamat daripada kepupusan global yang melenyapkan lebih sembilan puluh peratus spesisnya pada akhir era Permian.[20][21]

Terbaharu adalah penemuan leluhur kura-kura zaman Triassic Pertengahan. Fosil tersebut menjadi perantaraan E. africanus dan O. semitescasea, yang menjadi garis masa evolusi karapas. Fosil Pappochelys berusia 240 juta tahun dahulu di Jerman menunjukkan terdapat persamaan rusuk berbentuk T meluas yang berubah-ubah bentuk di sepanjang tulang belakang.[22]

Rabung karapas memainkan peranan penting dalam pembentukan cangkerang kura-kura. Analisis embriologi menunjukkan rabung karapas adalah permulaan pembentukan cangkerangnya. Ia menjadi penahan paksi dan menyebabkan rusuk menganjak ke belakang, lengkungan bahu tersusun dan seterusnya menjadi kurungan pada sangkar rusuk, lalu terbentuklah karapas. Fosil O. semitestacea menjadi bukti terjadinya penahan paksi pada embrio walaupun struktur rusuk kipas dan karapasnya belum terbentuk sepenuhnya. Hal ini menjadi andaian bahawa walaupun rabung karapas pada awalnya mempunyai fungsi yang berbeza namun lama-kelamaan ia menjadi perantara dalam pembentukan rusuk dan karapas.[17][23]