泰坦巨龙类的头部比较宽，类似圆顶龙与腕龙，不过巨龙类的头部比较长，而与其他蜥脚类比起来，泰坦巨龙类的头部显得比较小。它们属于大鼻龙类，拥有大的鼻孔，而且鼻骨是隆起的，牙齿小型且成铅笔状或钉状。以蜥脚类而言，泰坦巨龙类的颈部是比较短的。尾巴类似一条鞭子，但没有梁龙科的尾巴长。泰坦巨龙类的骨盆是比其他蜥脚类纤细，而胸部是比较宽的，让泰坦巨龙类的四足呈现独特的步态，因此它们的脚印是比其他蜥脚类来的宽广。泰坦巨龙类的前肢是比后肢来的粗短，脊椎是实心而非空心的，这也许是一个倒退回原始蜥脚类的特征。不过它们的脊椎组织是更有弹性，所以泰坦巨龙类可以比其他的蜥脚类移动的更迅速。
从化石的皮肤痕迹发现，在它们皮肤上大的鳞片周围镶嵌著较小的鳞片。古生物学家甚至在萨尔塔龙的皮肤上发现类似甲龙的坚甲。
虽然泰坦巨龙类恐龙的体型巨大，但有些物种体型较小，可能是因为异域种化与岛屿环境隔离而造成的侏儒物种，例如马扎尔龙。
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