El perezoso de dos dedos posee una longitud de cabeza y cuerpo de 54–88 cm, una cola corta de 1–3,3 cm y pesa entre 4 y 11 kg, siendo la especie de perezoso más grande que existe en la actualidad. Tiene extremidades anteriores y posteriores largas que son casi iguales en longitud y los miembros delanteros tienen dos grandes garras curvas. Aunque su pelaje es de color marrón a marrón claro, los individuos silvestres pueden tener un color verde pálido debido a las algas que crecen en su pelo. A diferencia de Choloepus hoffmanni que tiene los pelos de la garganta más claros que los del pecho, C. didactylus posee el pelo de la garganta y el pecho de color similar. La cara es de color marrón claro, carece de pelaje y tiene una textura coriácea. 

La dieta de los perezosos de dos dedos silvestres es poco conocida. Sin embargo, parecen ser herbívoros y generalistas, porque se alimentan de materia vegetal pero también pueden comer de manera oportunista materia animal como insectos, huevos, pichones y pequeños vertebrados. Hace pocos años se realizó una observación bastante inusual en la Amazonía del noreste de Perú, en la cual se registró a un individuo adulto que descendía al suelo del bosque para alimentarse en una letrina humana. 

Las hembras alcanzan la madurez sexual a los 3 años y los machos a los 4,5 años de edad. Al parecer no hay un período de cría fijo ya que los nacimientos se han documentado en todas las estaciones del año. La duración de la gestación parece ser de aproximadamente 10 meses, pero las estimaciones son bastante variables. Nace una sola cría por camada que es destetada a los 3–5 meses de edad. Las hembras llevan a sus crías sobre su vientre o su espalda.

Debido a que los perezosos pasan la mayor parte del tiempo colgados boca abajo, su pelaje se separa en el medio de su abdomen.