El nombre genérico proviene del griego κεντρον, kentron, que significa "púa" o "punta" y σαυρος, sauros, "lagarto".

La especie tipo es K. aethiopicus, nombrada y descrita por el paleontólogo alemán Edwin Hennig en 1915.

Tenía una cabeza pequeña y alargada con un pico utilizado para morder material vegetal que sería digerido en un intestino grande.

Tenía una fila, probablemente doble, de platos pequeños que le bajaban por el cuello y la espalda.

Los picos más largos estaban en el extremo de la cola, los cuales usaban para defenderse activamente.

El dentario alto es casi idéntico en forma al de Stegosaurus, aunque mucho más pequeño.

Descansa justo en frente de la cadera, una posición que generalmente se ve en los dinosaurios bípedos.

Mallison en 2011 proporcionó un diagnóstico revisado, una lista actualizada de rasgos distintivos o autapomorfias.

[8]​ Como es típico para un estegosáurido, Kentrosaurus tenía una amplia cobertura de osteodermos, estructuras óseas en la piel, que incluía pequeñas placas, probablemente ubicadas en el cuello y el tronco anterior y espinas de varias formas.

[1]​ Hennig[1]​ y Janensch,[4]​ al agrupar los elementos de la armadura dérmica en cuatro tipos distintos, reconocieron un cambio aparentemente continuo de forma entre ellos, placas más cortas y más planas en la parte delantera fusionándose gradualmente en espinas más largas y puntiagudas hacia la parte posterior, sugiriendo una distribución ininterrumpida a lo largo de todo el cuerpo, en 15 pares.

Debido a la morfología ósea, las reconstrucciones clásicas la colocaron en las caderas, en la lámina ilíaca, mientras que muchas reconstrucciones recientes la colocan en el hombro, porque se sabe que existió una espina de forma similar en el hombro en los estegosáuridos chinos Gigantspinosaurus y Huayangosaurus.

[10]​ El nombre Kentrosaurus fue acuñado por Hennig y proviene del griego kentron, κέντρον, que significa "punta afilada" o "pinchazo", y sauros, σαῦρος que significa "lagarto",[11]​ Hennig agregó el nombre específico aethiopicus para denotar la procedencia de África.

[14]​ Sin embargo, todo el material craneal supuestamente perdido se encontró más tarde en un cajón de un armario del sótano.

En 2011, Heinrich Mallison aclaró que todo el material conocido por Hennig en 1915, es decir, todos los huesos descubiertos antes de 1912, cuando Hermann Heck concluyó las últimas excavaciones alemanas, son paralectotipos y que MB.R.4800 es el lectotipo correcto.

[8]​ Poco después de su descripción, surgió una controversia sobre el nombre del estegosáurido, que es muy similar al ceratopsiano Centrosaurus.

Según las reglas de la nomenclatura biológica, que prohíbe la homonimia, a dos animales no se les puede dar el mismo nombre.

[10]​ Esto se confirma mediante análisis cladísticos modernos, aunque en 1915 Stegosauridae era un concepto mucho más inclusivo.

Un estudio realizado por Octávio Mateus ea en 2009 recuperó Kentrosaurus en una posición basal en los Stegosauridae como se muestra en el siguiente cladograma.

[26]​ Los análisis anteriores habían mostrado a Kentrosaurus más cerca en el árbol de Stegosaurus.

También puede haber sido posible que se levante sobre sus patas traseras para alcanzar la vegetación más alta en los árboles.

Las caderas probablemente fueron capaces de permitir una rotación vertical del tronco de aproximadamente 60 grados y la cola probablemente se habría levantado por completo, sin bloquear este movimiento o tener suficiente curvatura para descansar en el suelo, por lo tanto, podría haber brindado apoyo adicional, aunque precisamente debido a esta flexibilidad no es seguro si realmente brindaba mucho apoyo.

[7]​ Debido a que la cola tenía al menos 40 vértebras caudales,[1]​ era altamente móvil.

Estos ataques habrían paralizado los terópodos pequeños y medianos e incluso podrían haber causado algún daño a los grandes.

Además, la posición posterior del centro de masa puede no haber sido ventajosa para una locomoción rápida, pero significaba que el animal podía rotar rápidamente alrededor de las caderas empujando lateralmente con los brazos, manteniendo la cola apuntando hacia el atacante.

[29]​ El problema que plantea la proporción es que los múltiples especímenes estudiados murieron en el mismo lugar, pero probablemente no en una muerte masiva repentina y, por lo tanto, no representan una sola manada o población contemporánea.

Los resultados pueden haber sido distorsionados por una mayor probabilidad de que los animales robustos se fosilicen o descubran.

Estos ambientes tenían poca vegetación y probablemente fueron visitados por dinosaurios herbívoros principalmente durante las sequías.

[34]​[35]​[36]​[37]​ Otros organismos que habitaban el Tendaguru incluían corales, equinodermos, cefalópodos, bivalvos, gasterópodos, decápodos, tiburones, peces neopterigios, cocodrilos y pequeños mamíferos como Brancatherulum tendagurensis.