
Conhece-se este animal unicamente através dos numerosos dentes fósseis e algumas vértebras e esqueletos parciais. Os dentes são em muitos aspectos similares aos do tubarão-branco atual (Carcharodon carcharias), mas com um tamanho que pode superar os 17,5 centímetros de comprimento, pelo que se pode considerar a existência de um estreito parentesco entre as espécies. No entanto, alguns investigadores opinam que as similitudes entre os dentes de ambos os animais são produto de um processo de evolução convergente.
Em 1995, foi feita proposta para mover a espécie para um novo gênero, Carcharocles. Esta questão ainda não está de todo resolvida. Muitos paleontólogos inclinam-se para o nome de Carcharocles, enquanto que outros (sobretudo especialistas em biologia marinha) mantêm a conexão com o tubarão-branco e incluem ambos os animais no gênero Carcharodon. Os defensores de Carcharocles opinam que o ancestral mais provável do megalodonte foi a espécie Otodus obliquus, do oceano, enquanto o tubarão-branco descenderia da espécie Isurus hastalis.














