Die Ausbildung eines äußeren, knöchernen Körperpanzers, der den Kopf (Kopfschild) sowie den Rücken (Carapax) und mit Ausnahme der Nacktschwanzgürteltiere (Cabassous) auch den Schwanz (Schwanzpanzer) sowie Teile der Beine bedeckt, ist einzigartig unter den Säugetieren und gibt den Gürteltieren und ihren ausgestorbenen Verwandten dadurch eine besondere Stellung innerhalb dieser Tierklasse. Er besteht aus Knochenplättchen, sogenannte Osteoderme, die in der Haut gebildet werden. Sie sind sowohl am Rückenpanzer als auch am Schwanz in Reihen angeordnet. Je nach Art variiert die Anzahl der panzerbildenden Osteoderme. Bei den Kugelgürteltieren liegt sie bei über 660, beim Zwerggürteltier bei rund 950 und bei den Borstengürteltieren (Chaetophractus) bei über 1040. Die Osteoderme werden von Hornschildchen überzogen, die in zwei unterschiedlichen Weisen angeordnet sind: Einerseits bedeckt ein Hornschildchen mehrere, teilweise bis zu vier benachbarte Osteoderme gleichzeitig, andererseits nur ein oder maximal zwei. Erstere Variante wird als eher urtümlich für die Gürteltiere angesehen und ist fast ausschließlich nur bei den Langnasengürteltieren ausgebildet, letztere trifft auf die meisten anderen Arten zu.
Die Osteoderme der starren Teile des Rückenpanzers besitzen häufig eine quadratische, vier- bis vieleckige Form. An den beweglichen Bändern sind sie dagegen zumeist länglich-rechteckig gestaltet und verfügen am vorderen Ende über eine Gelenkfläche, die sie mit dem entsprechenden Element der benachbarten Reihe verbindet. Ein einzelnes Osteoderm eines beweglichen Bandes unterlagert dadurch mit der Gelenkfläche sein Gegenstück der vorhergehenden Reihe und überdeckt im hinteren Abschnitt die jeweilige Gelenkfläche des nachfolgenden Knochenplättchens. Die Oberfläche der Osteoderme ist in der Regel ornamentiert. Dabei umfasst diese Oberflächenzeichnung in der Regel eine größere, zentrale Musterung, um die herum kleinere Muster konzentrisch oder seitlich angeordnet sind. Form und Oberflächengestaltung der Knochenplättchen variieren zwischen den Arten, beide Merkmale haben somit taxonomischen Wert. Die Hornschildchen sind zumeist rundlich in ihrer Gestalt und überlagern die Knochenplättchen. Bei den Langnasengürteltieren, deren Hornschildchen mehrere Osteoderme bedecken, entsteht so am Schulter- und Beckenschild mitunter ein irreguläres Muster, bei den anderen Gürteltieren hingegen paust sich der linear angeordnete Aufbau des Panzers durch.