Biểu đồ so sánh hai cá thể trưởng thành của các loài E. regalis (màu xám) và E. annectens (màu xanh lá) với một con người

Edmontosaurus đã được mô tả chi tiết từ nhiều mẫu vật.[2][3][4][5] Giống như những loài khủng long mỏ vịt khác, chúng là những con vật cồng kềnh với cái đuôi dài và dẹt bên mặt cạnh, cái đầu với một cái mõm mở rộng giống như con vịt. Chi trước không chắc chắn như chi sau, nhưng đủ dài để con vật đứng hoặc di chuyển. Edmontosaurus nằm trong số các chi khủng long mỏ vịt lớn nhất: tùy thuộc vào loài, một con lớn trưởng thành có thể dài 9 mét, và một số mẫu lớn hơn đạt tới chiều dài tầm 12 mét[6] đến 13 mét.[7] Trọng lượng của chúng có thể đạt đến 4,0 tấn.[8] Theo truyền thống, E. regalis được coi là loài lớn nhất, mặc dù điều này đã bị thách thức bởi giả thuyết loài khủng long Anatotitan copei còn lớn hơn, hiện được coi là danh pháp đồng nghĩa của Edmontosaurus annectens, được đề xuất bởi Jack Horner và các đồng nghiệp vào năm 2004,[8] và được hỗ trợ trong nghiên cứu của Campione và Evens trong năm 2009 và 2011.[9] Mẫu điển hình của E. regalis, NMC 2288, được ước tính dài từ 9 đến 12 mét.[10] E. annectens thường được xem là nhỏ hơn. Hai bộ xương trưng bày, USNM 2414 và YPM 2182, dài 8.00 m và 8,92 mét, tương ứng.[10][11] Tuy nhiên, đây có lẽ là những cá thể nhỏ chưa trưởng thành,[9] và có ít nhất một báo cáo về mẫu E. annectens tiềm năng lớn hơn nhiều, dài gần 12 mét.[12] Hai mẫu vật vẫn còn đang được nghiên cứu trong bộ sưu tập của Bảo tàng Rockies - một cái đuôi dài 7,6 m được đánh số là MOR 1142 và một mẫu khác là MOR 1609 - chỉ ra rằng Edmontosaurus annectens có thể phát triển đến kích thước lớn hơn, cạnh tranh với kích thước của loài Shantungosaurus. Các mẫu vật của những cá thể này cho thấy chiều dài lên tới 15 m, theo như các nhà cổ sinh vật học.[13] Những cá thể lớn như vậy của Edmontosaurus rất hiếm gặp do những yếu tố như căng thẳng, bệnh tật và động vật ăn thịt cản trở những con vật này đạt đến độ lớn lí thuyết.

Hộp sọ

Sọ của E. annectens, cho thấy cái mỏ vịt và cấu trúc răng – Bảo tàng Khoa học Tự nhiên Đại học Oxford

Hộp sọ của một con Edmontosaurus trưởng thành có thể dài hơn 1 mét. Một hộp sọ của E. annectens (trước đây là Anatotitan) có chiều dài 1,18 mét.[14] Hộp sọ có hình gần như tam giác trong hồ sơ,,[2] không có đỉnh mào trên xương sọ.[15] Nhìn từ phía trên, mặt trước và sau của hộp sọ mở rộng, với mặt trước rộng tạo thành hình mỏ vịt hoặc cái muỗng. Mỏ không có răng, và cả hai mỏ trên và dưới được kéo dài bởi keratin.[8] Phần còn lại đáng kể của mỏ trên với chất sừng được biết đến từ mẫu "xác ướp" được lưu giữ tại Bảo tàng Senckenberg.[6] Trong mẫu vật này, phần không được bảo quản bằng gỗ mun của mỏ mở rộng ít nhất 8 cm ra khỏi xương, chĩa xuống theo chiều dọc.[16] Các lỗ mũi của Edmontosaurus sâu và nằm trong những lỗ bao quanh bởi vành xương khác biệt ở trên, phía sau và phía dưới.[17] Trong ít nhất một trường hợp (mẫu Senckenberg), hiếm khi các vòng xơ cứng (scleotic ring) được bảo quản trong các ổ mắt.[18] Một xương hiếm gặp khác, xương bàn đạp, cũng đã được tìm thấy trong một mẫu vật của Edmontosaurus.[8]

Răng chỉ có mặt ở hàm trên (má trên) và xương răng của hàm dưới. Răng liên tục được thay thế, mất khoảng nửa năm để mọc hoàn chỉnh.[19] Chúng bao gồm sáu loại mô, tương đương với sự phức tạp của răng thú có vú.[20] Chúng phát triển thành các cột, với số lượng cột tối đa là 6 cột và số cột khác nhau dựa trên kích thước của con vật.[5] Số lượng cột được biết cho hai loài là: 51 đến 53 cột mỗi hàm trên và 48 đến 49 cho mỗi xương răng (răng hàm trên hơi hẹp hơn so với ở hàm dưới) đối với E. regalis; và 52 cột cho mỗi xương hàm trên và 44 mỗi xương răng đối với E. annectens (một mẫu E. saskatchewanensis).[15]

Bộ xương

Xương hông của E. annectens

Số lượng đốt sống khác nhau giữa các mẫu vật. E. regalis có 13 đốt sống cổ, 18 đốt sống lưng, 9 đốt sống hông, và một số chưa xác định của đốt sống đuôi.[15] Một mẫu vật được xác định là thuộc về loài Anatosaurus edmontoni (nay được coi là đồng nghĩa với E. regalis) được báo cáo là có thêm một đốt sống lưng và 85 đốt sống đuôi, với một phần phục hồi chưa được tiết lộ.[15] Các loài khủng long mỏ vịt khác chỉ được báo cáo là sở hữu từ 50 đến 70 đốt sống đuôi,[8] vì vậy thông tin này dường như đã bị ước thổi phồng. Lưng phía sau cong về phía mặt đất, với cổ cong lên và phần còn lại của lưng và đuôi được giữ theo chiều ngang.[8] Hầu hết phần đuôi và lưng sau được xếp thành hàng bởi các gân cứng được bố trí trong một mạng lưới dọc theo các gai thần kinh của đốt sống. Tình trạng này đã được mô tả là làm cho lưng và ít nhất là một phần của đuôi chĩa thẳng như "que nhồi thuốc".[21][22] Các gân cứng củng cố cột sống chống lại ứng suất hấp dẫn, sở dĩ bởi chúng là loài động vật lớn với cột sống ngang được hỗ trợ chủ yếu bởi các chân sau và hông.[21]

Phục dựng loài E. regalis

Xương vai dài giống như lưỡi dao, được giữ gần như song song với cột sống. Khung chậu bao gồm ba yếu tố: một xương chậu kéo dài trên khớp nối với chân, một đốt háng nằm phía dưới và phía sau với một thanh dài mỏng, và một xương mu ở phía trước phẳng. Cấu trúc của hông cản trở con vật đứng thẳng với lưng của nó dựng lên, bởi vì ở một vị trí như vậy, xương đùi sẽ đẩy vào khớp của xương chậu và xương mu, thay vì chỉ đẩy vào khối chậu rắn. 9 đốt sống hông hợp nhất cung cấp sức hỗ trợ cho hông.[5]

Chân trước ngắn hơn và không săn chắc như chân sau. Xương cánh tay có một chỏm delta ngực lớn giúp gắn kết các cơ bắp, trong khi các xương trụ và xương đòn khá gầy. Xương cánh tay và cẳng tay có chiều dài tương tự nhau. Cổ tay rất đơn giản, chỉ với hai xương nhỏ. Mỗi bàn tay có bốn ngón tay, không có ngón tay cái. Các ngón tay thứ hai, thứ ba và thứ tư có chiều dài gần bằng nhau và được kết nối với nhau bằng một lớp phủ thịt. Mặc dù ngón tay thứ hai và thứ ba có những cái móng, những chỗ này nằm trong da và không nhìn được từ bên ngoài. Ngón cái tách ra khỏi ba ngón tay kia và ngắn hơn nhiều. Xương đùi chắc chắn và thẳng, với một đốt chuyển thứ tư nổi bật khoảng một nửa xuống phía sau.[5] Dãy xương tạo chỗ bám cho các cơ bắp vào hông và đuôi kéo đùi (và do đó chân sau) lùi lại và giúp duy trì việc sử dụng đuôi như một cơ quan cân bằng.[23] Mỗi chân có ba ngón, không có ngón chân to hoặc ngón chân nhỏ. Các ngón chân có những đầu nhọn giống như móng vuốt.[5]

Tế bào mềm

AMNH 5060: một con E. annectens với vết hằn da

Nhiều mẫu vật Edmontosaurus annectens đã được tìm thấy với những vết hằn của da in trên đá. Một số đã được công bố rộng rãi, chẳng hạn như "Xác ướp Trachodon" đầu thế kỷ XX,[24][25] và một mẫu khác có biệt danh là "Dakota",[26][27][28] mẫu này dường như bao gồm các hợp chất hữu cơ còn sót lại của da.[28] Vì những phát hiện này, vảy của Edmontosaurus annectens được biết là phủ quát hầu hết cơ thể con vật. Cấu tạo của da ít được hiểu rõ hơn ở E. regalis, nhưng một số mẫu có điều kiện tốt đã được nghiên cứu, bao gồm một trường hợp mô mềm của mào trên đầu được bảo quản. Người ta không biết liệu một mào như vậy có xuất hiện ở E. annectens hay không và liệu đây có phải là đặc điểm lưỡng hình giới tính.[1]

Một cái mỏ rhamphotheca được bảo tồn trong mẫu E. annectens LACM 23502, giữ tại Bảo tàng Hạt Los Angeles, cho thấy mỏ Edmontosaurus có hình móc và rộng hơn nhiều so với các ảnh minh họa trước đây từng mô tả.[29][30][31]