初期の種は比較的小型であったが時代とともに大型化し、肩高は最大種 D. giganteum で約4m[1]、体長は約5mに達した。既知のゾウ目では最大級、陸生哺乳類でもインドリコテリウム(パラケラテリウム)に次ぐ大きさとなる。しかし、形態自体はデイノテリウム属の歴史を通じて変化は無かった[1]。最大の特徴は下向きやや内側に向かって生えた1対の下顎切歯であるが、これは現生のゾウのような柔らかい象牙質ではなく硬い材質であった[2]。また、上顎には牙を持たなかった。臼歯は横堤歯(ロフォドント)と呼ばれ、咬合面に歯列に対して横向きの稜線(ロフ)が並ぶ形状をしている。稜線の数は各臼歯に2本ずつのバイロフォドントだが、前から3番目の第一大臼歯(M1)のみ3つの畝を持つ[3]。
歯列は通常の哺乳類と同様顎に列をなして並んでおり、水平交換[4]されることはない[5]。低く長い頭骨は現生のゾウとはかなり異なっているが鼻孔は高い位置にあり、長い鼻を持っていたと推定されている[1]。胴体、四肢は現生のゾウと類似していた。
アフリカ(ケニア)、ヨーロッパ(ドイツ、チェコ、ボヘミア)、アジア(インド)から化石が発見されている。湿潤な森林の水辺に棲んでいたと推定されている。初期のデイノテリウム科がアフリカから発見されることから、デイノテリウムはアフリカに現れ、ユーラシアへ進出していったのであろう。中新世にはテチス海の縮小とともにアフリカとアジアが地続きとなり、陸橋を通ってアジアやヨーロッパに拡散していたが[6]、鮮新世以降の生息域はアフリカに限られる[1]。種 D. bozasi はアフリカ東部から多数化石が産出している[8]。