Детальное изучение его черепа и посткраниального скелета дало хорошее представление о терапсидах, близких к предкам млекопитающих (Jenkins, 1971; Fourie, 1974; Crompton, Jenkins, 1979).
Thrinaxodon был активным хищником легкого сложения и длиной примерно 50 см. Туловище длинное с 27 предкрестцовыми позвонками и относительно короткими конечностями, малая длина которых подчеркивалась стопохождением. Внешними про-порциями это животное напоминало куньих.
Череп около 10 см длиной, почти половину ее за-нимает аддукторная камера (рис. 17-32). Очень узкая черепная коробка несет острый сагиттальный гребень, еще сохраняющий пинеальное отверстие. Чешуйчатая кость широко охватывает сзади аддукторную камеру и образует латеральную поверхность затылка. Как и у Procynosuchus, на месте заглазничной и заднелобной костей более примитивных терапсид находится единственное окостенение, встречающееся с предлобной костью над глазницей.

Thrinaxodon продвинут по сравнению с процино- зухидами в связи с формированием сплошного вто-ричного неба с шовным соединением верхнечелюстных и небных костей по средней линии под носовым проходом. У взрослых особей крыловидные кости встречаются на средней линии и закрывают межкрыловидную полость. Зубная система почти такая, как у млекопитающих. С каждой стороны находятся четыре верхних и три нижних резца. Это число сохраняется и у большинства более продвинутых цино- донтов. Клыки присутствуют на верхней и нижней челюстях, хотя они не такие крупные, как у многих примитивных териодонтов. Щечных зубов — от 7 до 9. Коронки латерально сжаты, несут ряд линейно расположенных бугров. Однако в отличие от млекопитающих зубы все еще регулярно сменяются и не демонстрируют специфического прикуса.
Нижняя челюсть состоит в основном из зубной кости с венечным отростком, заходящим дорсально выше скуловой дуги. Яма жевательной мышцы достигает его основания. Постдентальные кости редуцируются не сильно, но, как и у Procynosuchus, утрачивают шовное соединение с зубной костью и могут двигаться отдельно от нее.