משקלם הממוצע של דובי המערות היה 350 עד 600 ק"ג (770 עד 1,320 פאונד), אם כי כמה דגימות שקלו עד 1000 ק"ג (2,200 פאונד), בעוד נקבות שקלו 225 עד 250 ק"ג (495 עד 550 פאונד). מתוך שלדי דובי המערות במוזיאונים, 90% הם זכרים בשל תפיסה מוטעית כי שלדי הדובים הנשיים היו רק "דבורי מלחמה". דובי המערות גדלו בתקופות קרחיה קטנות יותר ובמהלך תקופות בין קרחיות, ככל הנראה בגלל אובדן חום. לדובי המערות לא היו את שני הפרימוראלים הרגילים של עידן הקרח האחרון או שלושת הפרימוראלים האחרים של דובי הקוטב הנוכחי; עם זאת, לדובי המערה ניתן להתאים את החלק הגברי של דוב הקוטב הנשי, כדי לפצות על זה, כפי שנמצא בחלקו האחרון של דוב הקוטב: דוב הקוטב הנשי יכול להתאים לגודל דומה מאוד לגודל של דוב הקוטב האחר, כפי שנמצא בחלק האומ
הרגל.