Trọng lượng thú mỏ vịt có thể nằm trong khoảng từ 0,7 đến 2,4 kg (1 lb 9 oz đến 5 lb 5 oz). Con đực thường lớn hơn con cái: chiều dài trung bình của cá thể đực là 50 cm (20 in), và 43 cm (17 in) ở cá thể cái. Ngoài ra, kích thước trung bình cơ thể thú mỏ vịt thay đổi đáng kể theo từng vùng. Sự khác biệt này dường như không có liên quan đến bất kỳ quy tắc khí hậu cụ thể nào; đây có thể là hệ quả của các yếu tố khác, ví dụ như tập tính ăn thịt hoặc mất môi trường sống do con người xâm lấn.Thân nhiệt trung bình của thú mỏ vịt dao động trong khoảng 32 °C (90 °F) so với mức 37 °C (99 °F) thường thấy ở thú có nhau thai. Các nghiên cứu cho thấy đặc điểm này không phải có từ xưa, mà là sự thích nghi dần dần với điều kiện môi trường khắc nghiệt của một số ít loài đơn huyệt còn sót lại.Cá thể con của thú mỏ vịt hiện đại có ba chiếc răng ở xương hàm trên (một răng tiền hàm, hai răng hàm) và ba chiếc răng ở xương hàm dưới (ba răng hàm). Những răng này sẽ tự rụng trước hoặc ngay sau khi chúng sẽ mất trước hoặc ngay sau khi rời khỏi nơi giao phối. Khi trưởng thành, thú mỏ vịt sẽ trám một lớp chất sừng gọi là ceratodonte vào chỗ răng rụng. Răng thứ nhất hàm trên và răng thứ ba hàm dưới của thú mỏ vịt con khá nhỏ, có một mấu chính, ít hơn các răng khác một mấu. Hàm của thú mỏ vịt có cấu trúc và cơ mở hàm không giống với các loài động vật có vú khác. Ở mọi động vật có vú thực thụ, các xương nhỏ truyền dẫn âm thanh trong tai giữa liên kết hoàn toàn với hộp sọ, chứ không nằm trong hàm như ở các động vật Một cung bên trước khi tiến hoá thành thú có vú. Tuy nhiên, tai ngoài vẫn nằm ở gần điểm nối hàm. Thú mỏ vịt có thêm một số loại xương ở đai vai, bao gồm cả xương gian đòn, mà các loài thú có vú khác không có. Tương đồng với nhiều động vật có xương sống thuỷ sinh và bán thuỷ sinh, những xương này có dấu hiệu bị xơ hóa làm tăng mật độ xương, từ đó đóng vai trò làm vật dằn. Khi đi, chân của thú mỏ vịt di chuyển ở hai bên cơ thể giống với các loài bò sát. Lúc trên cạn, chúng đi bằng các khớp ngón của chi trước để bảo vệ lớp màng rộng giữa các ngón.
Trọng lượng thú mỏ vịt có thể nằm trong khoảng từ 0,7 đến 2,4 kg (1 lb 9 oz đến 5 lb 5 oz). Lúc trên cạn, chúng đi bằng các khớp ngón của chi trước để bảo vệ lớp màng rộng giữa các ngón.