Ця 9-метрова млява малорухлива тварина на чотирьох ногах була більшою за сучасного слона. Довжина задніх кінцівок вдвічі перевищувала довжину передніх. Маленька голова сиділа на короткій шиї й здавалася неспіврозмірною з величезним горбатим тілом.
Від нападу хижаків динозавра захищав міцний панцир із дрібних рогових пластинок, схожих на луску. Уздовж шиї, тулуба та хвоста розташовувався подвійний гребінь із велетенських кістяних 60-сантиметрових пластин, вертикально закріплених у товстій шкірі над хребтом. їх ящер міг піднімати й опускати при небезпеці, захищаючи свої боки від хижаків.
Кістяні пластини на кінці хвоста змінювалися чотирма гострими метровими колючками. Мозок стегозавра був завбільшки як грецький горіх і не міг керувати рухами всього тіла, тому в задній частині тулуба був другий «мозок», що керував рухами хвоста та задніх кінцівок.
Життя цих тварин закінчилось на початку крейдяного періоду.