Маленькая голова на конце восьмиметровой шеи находилась на высоте 13 метров. Ноздри брахиозавра находились на своеобразном полукруглом костном гребне выше глаз. Вероятно, ноздри соединялись с воздушными мешками, как у некоторых утконосых динозавров.
Передние ноги брахиозавра существенно длиннее задних, по внешнему виду ящер напоминал гигантского жирафа. Однако его шея была направлена не вверх, а вперед под углом примерно 45 градусов. Зубы мощные, ложковидные.
При случае брахиозавр мог использовать свой мускулистый хвост в качестве оружия. У брахиозавра был очень маленький мозг, и потому ученые полагают, что он был не очень-то смышленым