Le caïman noir est le plus grand des crocodiliens américains, et peut atteindre les 6 à 7 m. Le caïman noir a une arête osseuse au-dessus de ses yeux rouges, et une peau noire et écailleuse. La coloration de sa peau lui sert à se camoufler pendant ses chasses nocturnes, mais peut également l'aider à absorber la chaleur (voir thermorégulation).
Le caïman noir est l'un des plus grands reptiles. C'est la plus grande espèce de crocodiliens, avec le crocodile de mer et le crocodile du Nil. Le caïman noir peut atteindre un poids de 1 100 kg, faisant de lui le plus grand membre de la famille des Alligatoridae et le plus grand prédateur du bassin de l'Amazone. Le plus grand caïman noir rapporté mesurait 7,7 m et pesait 1 310 kg ; il a été tiré en Acre, au Brésil, en 1965 et pourrait alors compter pour le plus grand crocodilien enregistré. La plupart des caïmans noirs adultes mesurent de 3 à 4,25 m, et les vieux mâles dépassent quelquefois les cinq mètres.
