Chuột lang nước có cơ thể nặng nề, tròn trĩnh, đầu ngắn, với lớp lông màu nâu-đo đỏ ở mặt lưng, chuyển biến dàn thành màu nâu-vàng ở mặt bụng. Tuyến mồ hôi có mặt ở phần lông rậm rạp, một đặc điểm hiếm gặp ở động vật gặm nhấm.[6] Chuột lang nước trưởng thành đạt chiều dài 106 đến 134 cm (3,48 đến 4,40 ft), đứng cao 50 đến 62 cm (20 đến 24 in) ở vai, và thường nặng 35 đến 66 kg (77 đến 146 lb), trung bình tại llanos (Venezuela) là 48,9 kg (108 lb).[10][11][12] Khối lượng lớn nhất từng được ghi nhận là 91 kg (201 lb) ở một con cái hoang dã tại Brasil và 73,5 kg (162 lb) ở một con đực hoang dã tại Uruguay.[6][13] Công thức răng là 1.0.1.3 1.0.1.3 {\displaystyle {\tfrac {1.0.1.3}{1.0.1.3}}} .[6] Chân chúng hơi có màng. Vẫn còn vét của đuôi.[6] Chân sau hơi dài hơn chân trước; chân sau có ba ngón còn chân trước có bốn.[14] Mõi của chúng có hình hơi vuông, với lỗ mũi, mắt và tai nằm gần đỉnh đầu. Con cái hơi nặng hơn con đực.

Kiểu nhân là 2n = 66 và số cơ sở = 102.[2]