Гомалодотерии - одни из наиболее удивительных представителей южноамериканской фауны эпохи Эоцена. Достигали 2,5 м в длину, с учетом хвоста и роста до 120 см, при весе около 300 кг. Череп был довольно внушительным - до 41 см в длину.
Будучи представителями отряда нотоунгулят (Notoungulata), так называемых южных копытных, они удивительно были похожи на халикатериев (Chalicotherium), которые являются представителями отряда непарнокопытных (Perissodactyla) и не находятся с гомалотериидами (Homalotheriidae) в близком родстве.
В Миоцене Южноамериканский материк не был соединён с Северной Америкой Панамским перешейком и местная фауна, находясь в полной изоляции, развивалась по-своему. Внешнее сходство гомалотериев с халикотериями продиктовано схожей экологической нишей, которую занимали обе группы не родственных между собой животных, и является результатом конвергентной эволюции.