海牛外形呈紡錘形,頗似小鯨，但有短頸，與鯨不同。體長2.5～4.0米,體重達360千克左右；海牛皮下儲存大量脂肪,能在海水中保持體溫;前肢特化呈槳狀鰭肢，沒有后肢，但仍保留著一個退化的骨盆；有一個大而多肉的扁平尾鰭；胚胎期有毛，初生的幼獸尚有稀疏的短毛，至成體則軀干基本無毛，僅嘴唇周圍有須,頭部有觸毛；頭大而圓,唇大,由于短頸,頭能靈活地活動,便于取食；鼻孔的位置在吻部的上方,適于在水面呼吸，鼻孔有瓣膜，潛水時封住鼻孔；腸的長度超過20米；胃分兩室，賁門室有腺狀囊,幽門室有盲囊；眼小，視覺不佳；聽覺良好。肺窄而長，無肺小葉；頭骨大，但顱室較小，腦不發達。

海牛有3種,即南美海牛(巴西海牛),分布在巴西亞馬孫河和委內瑞拉奧里諾科河上游及中游,是淡水海牛;北美海牛,主要棲息在加勒比海沿岸,可到江灣中去吃水草；西非海牛，分布在西非海岸、淺灣、河流及乍得湖和喀麥隆湖中。

海牛生活在淺海及河口，僅少數種類（如南美海牛）棲息在河流中。御敵能力不強，行動遲緩。每天吃27～45千克水草，因而淺海和河口的航道很少被水草阻塞。肉、皮和脂肪均可利用。因濫捕而數量銳減，乃至絕滅。雄海牛睪丸生在腹腔中。雌獸具雙角子宮，環狀胎盤。每年繁殖1次，妊娠期約1年，每胎在水中產1仔。生出后,母獸把幼獸舉出水面,馱在背上,過兩小時，又逐漸把幼獸浸到水中，幼獸便能隨著母獸游泳。海牛吃水草須潛入水中，10～16分鐘后浮至水面呼吸。