Per forma e dimensioni, la maggior parte delle specie di Gomphotherium erano simili all'attuale elefante indiano, con il G. productum (noto dai resti di un maschio adulto di circa 35 anni) che raggiungeva i 2,51 m di altezza e un peso di 4,6 ton. La specie di maggiori dimensioni, G. steinheimense, nota dallo scheletro completo di un maschio adulto di 37 anni, ritrovato a Mühldorf am Inn, in Germania, misurava 3,17 m in altezza e aveva un peso di 6,7 ton.[5]
La caratteristica distintiva più evidente del gomfoterio era però la presenza di due lunghe zanne poste nella mandibola, che andavano a fare il paio con quelle superiori. L'aspetto dell'animale, quindi, doveva essere quello di uno strano "elefante dal becco". Questa bizzarra specializzazione doveva servire ai gomfoteri per dragare i fiumi e i laghi alla ricerca di piante acquatiche che costituivano il loro nutrimento. Le caratteristiche zanne subirono un'ulteriore evoluzione nella linea che condusse ai mastodonti "dalle zanne a pala", come Amebelodon e Platybelodon.
Oltre che per le zanne, anche il resto del cranio del gomfoterio era diverso da quello degli elefanti attuali: era più lungo e basso, e i molari erano presenti in misura maggiore, con una superficie di masticazione più ridotta. Rispetto ai proboscidati primitivi, però, la dentatura del gomfoterio è maggiormente specializzata. Questi mastodonti a quattro zanne, come spesso sono chiamati, si diffusero negli ambienti lacustri e paludosi tipici del Miocene; i gomfoteri furono animali dal grande successo evolutivo, visto che prosperarono in molte parti del mondo per svariati milioni di anni. Il genere Gomphotherium comprende varie specie, la più nota delle quali è senza dubbio G. angustidens.
Tassonomia
Il seguente cladogramma mostra il posizionamento del genere Gomphotherium tra i proboscidati, in base alle caratteristiche dell'osso ioide:[7]