海牛鲸类 , 也称为二齿海豚类 , 有一对不对称 , 背腹向的直长獠牙 , 右方的獠牙较左方的长得多 , 类似现生的独角鲸 , 拥有一个猪嘴形的吻部 。海牛鲸类上颚欠缺牙齿 , 面部区域保留了齿鲸类鼻形态学 , 但头骨显示海牛鲸类缺乏鼻囊及气窦 , 视觉神经于鲸类是格外甚大。

海牛鲸类跟海象于形态学上有些共同的特征 , 大而深的上颚 , 宽阔且钝的猪嘴形的吻部 , 这吻部存有高度脉管系统及神经分布, 并带有强状的肌肉 , 显示上唇缘有很高的触觉 , 有一双不对称的獠牙 , 上颌骨牙齿缺失 , 跟同时代史前海象 Valenictus chulavistensis 类同 , 只有一双獠牙 , 而牙齿缺失 。现存海象是运用其唇缘拿着蛤类 , 拱状的上颚容许其舌头可作为强而有力的活塞瓣把蛤类的柔软组织从壳吸哨出来 , 最后蛤壳被抛弃于海床上 , 相信海牛鲸类进食方式跟海象相似

海牛鲸类的右獠牙显得没多大用处 , 因为特长且幼 , 易碎的特质 , 使其游动时要把獠牙跟身体保持45度的角度 。 当进食时 , 长獠牙可于泥沙中作牵引 , 而身体保持倾斜位置 , 獠牙跟身体保持20至40度的角度 。凸状的枕骨骨节显示海牛鲸类的脖子带有机动性 , 允许头部运动接近90度或更多的角度。

独角鲸的獠牙于社交活动中常常会被运用 , 海牛鲸类的獠牙易碎特质使其并不适合被用于打斗及挖掘 。

海牛鲸属的二个成员的视觉及听力有小量的不同之处 , O. leptodon前颌骨存有小窝 , 清楚显示颌存有气囊 , 跟其他齿鲸类一样位于鼻孔前方 。 头骨鼻腔背后是长且宽阔 , 鼻孔前还有一个类似'额隆'的物体而被认为跟回声定位有关 。O. peruvianus 可能欠缺回声定位能力但有良好双目视力所补救 , 跟现生的海象 一样 , 视力于海洋底部寻找食物是非常重要 。反之O. leptodon 视力较差但有回声定位能力所补救。