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  巨齿鲨只是从牙齿化石及一些脊椎化石中推断出来的生物。与其他现代鲨鱼相似,牠的骨骼是软骨而非硬骨,形成骨骼化石纪录的缺乏。但是,巨齿鲨约过百的大型坚硬珐瑯质牙齿则保存了很久。这些牙齿与大白鲨的牙齿相似,且约为21公分长(斜边长度)。最近研究指牠是大白鲨的近亲。这个近亲论说却不断被受质疑,认为牙齿的类似是因趋同演化的缘故。无论如何,从牙齿来看,这种生物在史前一定是体型巨大的猎食者。 据估计,巨齿鲨最大的体型为20.3米,平均体型为16-18米。从这种身型来看,巨齿鲨的重量预估达至103吨,平均重量为60-70吨。假设以大白鲨的新陈代谢作比例,牠预估平均每天需要摄取牠体重三十分之一(即4500磅)的食物。从已知的史前食物链来看,一般都相信牠会以鲸作为粮食。巨齿鲨的咬力是古今动物之最,咬合力达致28-36吨,比属上龙亚目的冯氏上龙 ("Pliosaurus funkei")的15吨咬合力更大,能轻易咬穿鲸的骨骼。

  巨齿鲨长着超过250颗长达20厘米的牙齿。这些牙齿有尖锐的锯齿状边缘。

  于1995年,有建议将巨齿鲨分类于另一个新的属中,称为古鲨属。但是到目前为止,仍未能就分类的问题上作出解决。很多古生物学者主张分类为古鲨属,而另一些有海洋生物学背景的学者则坚持巨齿鲨与大白鲨的关系,而分类为噬人鲨属。主张古鲨属的学者认为巨牙鲨的祖先应为于始新世的"Otodus obliquus",而大白鲨的祖先则为"Isurus hastalis"。

  由于巨齿鲨主要以鲸为粮食,因两极的海水变冷而不适合巨牙鲨生存,鲸因而可以逃避巨齿鲨的捕猎,令巨齿鲨缺乏食物而灭绝。其他解释指任何对食物链的影响,都会将庞大新陈代谢需求的猎食者淘汰。有些则指巨齿鲨未灭绝,仍然在今天生存。  天文学者猜测,于二百六十万年前发生于本地泡的一次超新星事件可能与巨齿鲨的灭绝有关,这事件发生在上新世与更新世边界,是个巨型动物群集群灭绝事件,估计大约有36%的物种(genera)被灭绝。  古生物学家罗伯特.波森尼克(Robert Boessenecker)在2019年2月12日发表于《PeerJ》期刊的研究报告中则认为巨齿鲨的绝灭与大白鲨的崛起有关。然而有人质疑这说法,例如马里兰大学(University of Maryland)的布莱顿.肯特(Bretton Kent)不相信物种之间的竞争能够造成这么大的族群衰退。巨牙鲨与大白鲨曾经生活在同一时期。鲨鱼经常掠食其他体型较小的鲨鱼,因此,巨牙鲨灭绝跟大白鲨的崛起无关。

  当大部分主流的专家都认为巨齿鲨已经灭绝,但仍有人认为巨齿鲨的孑遗仍然存在,但证据仍似乎较缺乏及含糊。有从挑战者号发现的巨齿鲨牙齿化石表面积聚的锰,推算出巨齿鲨应在10,000至15,000年前依然生存。但却亦有指这种估计是不准确的,认为巨齿鲨在上新世之后的估计是根据过时的测试方法。而有人指出依巨齿鲨的生理结构与新陈代谢只能生活在温暖的浅水海域,在深海生存的可能性微乎其微。 一些其他将疑似鲨鱼的大型生物当作是巨齿鲨的报告,多是将姥鲨科、鲸鲨科或其他大型的生物误认为巨齿鲨。

  由于巨牙鲨的体型巨大及其凶猛,不少作品都会借用巨牙鲨作为主题:
巨齿拟噬人鲨(学名:),一般直接称作巨牙鲨或巨齿鲨,学名源自希腊语,意指巨大的牙齿,是一个已灭绝的史前巨大鲨鱼种类,生存于2,300万至260万年前(中新世早期到上新世末期)。