Найпомітніша його особливість — це великий вітрилоподібний "парус" на спині, зроблений з кісток і шкіри. Цей парус допомагав диметродону грітися на сонці або охолоджуватися. Він мав гострі зуби, різного розміру, що дозволяло йому ловити здобич і легко її розривати.