Stegosaurus was de grootste stegosaurus, met een lengte tot 12 m en een gewicht tot 5.000 kg. Maar 7 tot 9 m was een meer gebruikelijke lengte.
Schedel
De schedel van Stegosaurus was lang en smal. Door zijn korte voorpoten stond zijn kop dicht bij de grond, waarschijnlijk niet hoger dan 1 m. Hierdoor at hij laaggroeiende planten. Hij had geen voortanden, maar wel een met hoorns bedekte bek. De kauwtanden van de Stegosaurus waren klein en driehoekig en maalden weinig omdat ze geen slijtvlakken hadden.
In tegenstelling tot de meeste dinosauriërs had hij geen lacune (gat) in zijn schedel tussen neus en oog.
Zenuwstelsel
Er is vaak gezegd dat de hersenen van de Stegosaurus zo groot waren als een walnoot. Eigenlijk had hij hersenen die verschillende keren zo groot waren als een walnoot. De bundel zenuwen aan de basis van de staart, die de reflexen in het achterlichaam aanstuurde, was groter dan de hersenen en wordt soms een "tweede brein" genoemd. Deze kwesties worden besproken in Dinosaurus hersenen en intelligentie.
Houding
Stegosaurus had zeer korte voorpoten in verhouding tot zijn achterpoten. De achterpoten hadden elk drie korte tenen, terwijl de voorpoten vijf tenen hadden. Alle vier de ledematen werden ondersteund door kussentjes achter de tenen.