''Cynognathus'' was 100-175 centimeter lang en had een krachtige staart en korte poten die onder het lichaam stonden. Het gewicht wordt geschat op 50 tot 70 kilogram. De kop was hondachtig met tanden die reeds waren gedifferentieerd tot snij- en hoektanden, net als bij [[zoogdieren]]. Bij de grootste exemplaren heeft de schedel een lengte van veertig centimeter. Aan de hondachtige schedel dankt ''Cynognathus'' zijn naam, want "cyno/kuoon" betekent "hond" en "gnathus" betekent "kaak". Prominente uitsteeksels op de onderkaak maakten de aanhechting van grote kaakspieren mogelijk, waardoor ''Cynognathus'' een enorme bijtkracht moet hebben gehad. Dat wordt ook bevestigd door de hoge jukbeenboog die een groot slaapvenster begrensde dat ruimte bood aan een sterke ''[[musculus temporalis]]''. De hoektanden zijn erg lang. Daarachter staan tanden met een teruggebogen spits, geflankeerd door scherpe kleinere punten. Een dergelijk gebit is nuttig om vlees te verscheuren.
Wellicht[[Therapsida]] wastonen al meteen tekenen van een verhoogde stofwisseling, gepaard gaande aan een regulering van de lichaamstemperatuur. Voor kleinere vormen is dan een vacht uiterst nuttig om energieverlies te voorkomen. [[Kurt Turnovsky]] heeft in de jaren vijftig de gedachte populair gemaakt dat ''Cynognathus'' aleen warmbloedigvan de eerste warmbloedige en behaard,behaarde aangeziensoorten was. Tegenwoordig wordt begrepen dat de ontwikkeling naar warmbloedigheid al veel eerder ingezet moet zijn. Bij ''Cynognathus'' zijn de aanwijzingen voor endothermie erg duidelijk. kanaaltjesKanaaltjes in het neusbeen wijzen op de aanwezigheid van bloedvaten en zenuwen. Bij zoogdieren hangt de aanwezigheid van zulke structuren op die plaats samen met de aanwezigheid van [[snorhaar|snorharen]]. Snorharen zijn gespecialiseerde haren en zullen dan ook alleen bij een min of meer algehele beharing voorkomen. In ieder geval was ''Cynognathus'' was ook in het bezit van een volledig gesloten secundair benig [[gehemelte]] dat de neusholte van de mondholte scheidt, waardoor ''Cynognathus'' tegelijkertijd kon eten en ademen. De hoge stofwisseling maakte een continue goede zuurstofvoorziening wenselijk. De afwezigheid van [[rib (anatomie)|ribben]] in de buikregio suggereert de aanwezigheid van een [[middenrif]], een belangrijke [[ademhaling (dier)|ademhalingsspier]] bij zoogdieren.
