Al igual que este presenta grandes espinas neurales bífidas, aunque en Amargasaurus son de mayor tamaño.

Dentro de Sauropoda, Amargasaurus está estrechamente relacionado con los géneros del Jurásico Dicraeosaurus, Brachytrachelopan y Suuwassea.

[2]​ Habría sido un herbívoro cuadrúpedo con un cráneo largo y bajo en el extremo de un cuello relativamente corto, como en su cercano pariente Dicraeosaurus.

Es posible que sostuvieran una vela y suele ser representado con esta aunque esto es rechazado por Gregory S. Paul en 2000.

[3]​ Las apófisis transversas robustas, proyecciones laterales que conectan con las costillas, indican una caja torácica muy desarrollado.

[9]​ La característica más llamativa del esqueleto son las extremadamente altas espinas neurales , que sobresale hacia arriba en el cuello y las vértebras dorsal anteriores.

Las espinas neurales están bifurcadas a lo largo de toda su longitud, formando una fila doble.

Las espinas más altos se podían encontrar en la parte media del cuello, donde alcanzaron los 60 centímetros en la octava vértebra.

[10]​ La región pélvica era relativamente amplia, a juzgar por las largas, apófisis transversas que sobresalen lateralmente de las vértebras sacras.

[9]​[5]​ Al igual que en la mayoría de otros dinosaurios, el cráneo contó con tres aberturas adicionales, fenestras.

La fenestra infratemporal, que se encuentra por debajo de la cuenca del ojo, era larga y estrecha.

Esto contrasta con otros reptiles diápsidos, donde estas aberturas se dirige hacia arriba, siendo así visible solo en la vista superior.

Una característica inusual eran las pequeñas aberturas se ven en la parte posterior del cráneo, los llamados orificios parietales o fontanelas.

En otros tetrápodos, estas aberturas se ven por lo general solo en los juveniles y cerrarían medida que el individuo crece.

El nombre específico, A. cazaui se le dio en honor del hombre que descubrió el sitio, el Dr. Luis B. Cazau, geólogo de YPF.

[9]​ El único esqueleto conocido, MACN-N 15, fue descubierto en febrero de 1984 por Guillermo Rougier durante una expedición dirigida por el famoso paleontólogo argentino José Fernando Bonaparte.

Se encontraron las partes principales del esqueleto en su posición anatómica original, La columna vertebral del cuello y la espalda, que constaba de 22 vértebras articuladas, se encontró conectada tanto al cráneo como al sacro.

[9]​ Un año más tarde, Salgado y Jorge O. Calvo publicó un segundo artículo se centra en la descripción del cráneo.

[5]​ Amargasaurus y Dicraeosaurus junto con el saurópodo de cuello corto Brachytrachelopan se colocan en la familia Dicraeosauridae.

Sin embargo, un espécimen sin nombre de Brasil indica que este grupo se mantuvo hasta el final del Cretácico Temprano.

En Dicraeosauridae, las espinas neurales bifurcadas estaban fuertemente alargadas, una tendencia de llegar a su extremo en Amargasaurus.

[21]​ Dyslocosaurus polyonychius Suuwassea emilieae Dystrophaeus viaemalae Brachytrachelopan mesai Amargasaurus cazaui Dicraeosaurus hansemanni Tanto la presentación en vida de las espinas vertebrales extremadamente alargadas y bifurcadas como su función siguen siendo discutida.

[9]​[13]​ Alternativamente, pueden haber sido utilizadas para exhibirse, ya sea para la intimidación de rivales coespecificos o para el cortejo.

Las espinas, si eran alargadas por una vaina queratínica, podrían haber sido utilizadas como arma tanto contra los depredadores como contra los congéneres, ya que el animal podría haber apuntado sus espinas más anteriores hacia adelante inclinando su cuello.

En Dicraeosaurus, este saco aéreo, el denominado divertículo supravertebral, habría descansado sobre el arco neural y llenado todo el espacio entre las espinas.

Bailey sugirió jorobas similares para otros dinosaurios con espinas neurales fuertemente alargadas, como Spinosaurus y Ouranosaurus.

Usando estos modelos, se demostró que la cavidad craneana abarcaba de 94 a 98 mililitros en volumen.

Salgado en 1999 argumentó que tal postura habría sido anatómicamente imposible debido a las espinas neurales alargadas de las vértebras del cuello.

Según Carabajal et al., el cuello se inclinaba suavemente hacia abajo, de modo que el hocico hubiera descansado unos 80 cm por encima del suelo en postura neutra.