海牛身形浑圆,身体呈灰色,皮肤被有短而无色的稀疏体毛,身上常有伤疤或藻类附生,尾鳍扁圆。雌雄两性外形大小没有显着差异,成体长3～4公尺,初生儿长约1公尺。外表上头部和颈部没有明显分界,吻部发达,上有短硬刚毛,鼻孔关闭时是呈半弧形,打开呈圆形。上唇灵活,舌头表面粗糙,便于咀嚼水草,牙齿类似大象,可不断生长由后方向前方取代。前肢近端窄,远端宽圆,掌末端有指甲,前肢可向内侧弯曲,聚集水草至嘴边帮助进食,也可在水底行走,或拥抱同伴。一对乳头分别在左右两腋下。骨质密度高,沉重,功能如潜水者所系的铅块,能稳稳的停在水底,不受浮力干扰。
西印度洋海牛有2个亚种(subspecies),一是佛罗里达海牛(Florida manatee),分部在美国东南沿海,从北卡罗来纳州至路易斯安那州沿海,另一群是安地列海牛(Antillean manatee),分布在西印度群岛。一般栖息于近岸大陆棚内有水草分布的海岸,气温下降时则靠近沿岸或进入河流。
雌性怀孕期长达12～14个月,哺育期长达1～2年,离乳时身长已达2.1～2.6公尺。摄食水草类。海牛可连续潜水24分钟,游速在一般状态下时速达4～10公里。利用声音沟通。寿命约30年。