Les caractéristiques équines sont plus marquées que chez Hyracotherium, car ses jambes sont plus longues, qu'il se tient principalement sur son doigt du majeur, que son museau est plus long, que ses yeux sont plus ronds et plus portés sur les côtés et qu'il dispose d'une molaire supplémentaire. Les yeux étaient plus ronds et plus écartés et plus loin que chez Hyracotherium. Un des faits les plus intéressants sur Mesohippus était qu'il avait un cerveau relativement grand pour sa taille du corps. En fait, quoiqu'il ait été tout à fait petit, il avait un cerveau qui était équivalent à celui des chevaux modernes. Cela lui permettait de surpasser les prédateurs de son temps. Ce qui est une bonne chose parce que ce cheval n'était probablement pas construit pour la vitesse. Une autre différence significative entre Mesohippus et le cheval moderne est que ces animaux s'alimentaient de brindilles et de fruits alors que les chevaux mangent de l'herbe. Les scientifiques ont découvert ceci par la disposition de ses dents qui étaient clairement approprié à ce type de régime.