巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）只是從牙齒化石及一些脊椎化石中推斷出來的生物。與其他現代鯊魚相似牠的骨骼是軟骨而非骨頭，形成骨骼化石紀錄的缺乏。但是巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）約過百的大型堅硬琺瑯質牙齒則保存了很久。這些牙齒與大白鯊的牙齒相似，且約為7吋長（最大傾斜長度）。最近研究指巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）是大白鯊的近親。這個近親論說卻不斷被受質疑認為牙齒的類似是因趨同演化的緣故。無論如何，這種以牙齒推論的方法使我們可以知道巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）這種生物在史前是巨大體型的獵食者。
據估計，巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）最大的體型為18公尺長。而過往認為是20公尺長的估計則被認為並不準確。從這種身型來看，巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）的重量估計達至60噸。假設以大白鯊的新陳代謝作比例，巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）估計平均每天需要攝取牠體重五十分一（即2400磅）的食物。從已知的史前食物鏈來看，一般都相信巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）會以鯨魚作為糧食。
巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon） 分類爭議
於1995年，有建議將巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）分類於另一個新的屬中，稱為古鯊屬。但是到目前為止，仍未能就分類的問題上作出解決。很多古生物學者主張分類為古鯊屬，而另一些有海洋生物學背景的學者則堅持巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）與大白鯊的關係，而分類為噬人鯊屬。主張古鯊屬的學者認為巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）的祖先應為於始新世的Otodus obliquus，而大白鯊的祖先則為Isurus hastilis。
巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）滅絕理論
巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）獵食鯨魚的想像圖由於巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）主要以鯨魚為糧食，因兩極的海水變冷而不適合巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）生存，鯨魚因而可以逃避巨牙鯊的捕獵，令巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）缺乏食物而滅絕。其他解釋指任何對食物鏈的影響，都會將龐大新陳代謝需求的獵食者淘汰。有些則指巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）仍未滅絕，仍然在今天生存。
巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon） 後代
當大部份主流的專家都認為巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）已經滅絕，但仍有人認為巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）的後代仍然存在，但證據仍似乎較缺乏及含糊。有指從挑戰者號發現的巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）牙齒化石表面所積聚的錳，推算出巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）應在10,000至15,000年前依然生存。但卻亦有指這種估計是不準確的，認為巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）在上新世之後的估計是根據過時的測試方法。而更有指出巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）可能是沿岸的鯊魚，在深海生存的可能性微乎其微。一些其他將疑似鯊魚的大型生物當作是巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）的報告，多是將姥鯊科、鯨鯊科或其他大型的生物誤認為巨牙鯊（巨齒鯊 Carcharodon megalodon）。
