亚马逊乌龟的背甲椭圆形，颜色从暗黄色、灰色、褐色至黑色不等，背甲上部隆起呈圆顶状，腹甲的颜色是褐色或黄褐色。

亚马逊大头侧颈龟的脑袋呈三角形，而且非常大，成体的头部可能达到10cm宽。一般来说，雄龟的体型和头部均大于雌龟，喙部也较长一些。头部、四肢和尾巴的颜色都是灰色、暗黄色、暗褐色，头顶为一整块鳞甲覆盖。吻部突出，上颌呈钩状。耳膜周围和喉咙、四肢基部为灰色或黄褐色。幼年和亚成体的亚马逊大头侧颈龟体色较为明亮，背甲正中有一道弱龙骨，且甲壳上的年轮标记凸显。随着龟龟逐渐成年，色泽变得暗淡，背甲也会逐渐趋于光滑。