Opis Thalassocnus jest jedynym znanym wodnym gatunkiem z grupy Xenarthra, do której należą leniwce, mrówkojady i pancerniki, jedynym innym możliwym kandydatem jest wymarły rodzaj leniwca Eionaletherium z miocenu z Wenezueli, który miał pewne przystosowania do życia na wybrzeżach. Wraz z biegiem czasu gatunki Thalassocnus zwiększały rozmiar ciała. Najbardziej kompletny szkielet T. natans pozwolił oszacować długość od pyska do ogona na 2,55 m. Na podstawie stosunku długości kości udowej do całego ciała T. littolaris (prawdopodobnie samica) mierzył 2,1 m, a T. yuacensis 3,3 m. Gęste i grube kości najmłodszych gatunków pozwalały tym zwierzętom pokonać siłę wyporu i schodzić na dno, podobnie do dzisiejszych manatów. T. antiquus posiadał kości w tym samym stopniu gęste, co u innych naziemnych leniwców. U późniejszych gatunków kość stawała się tak zwarta, że jamy szpikowe, w których znajduje się szpik kostny były praktycznie nieobecne w kościach kończyn. Kończyny były również najcięższą częścią szkieletu. Podobne przystosowania pojawiły się u protowaleni wraz ze zmniejszeniem kończyn tylnych. Adaptacja ta przebiegła dość szybko, w około 4 mln lat.