Ciało leniwca trójpalczastego porasta długie futro. Włosy są szorstkie, rowkowane. Futro jest barwy ciemnoszarej z czarnymi plamkami ulokowanymi zwłaszcza na grzbiecie i na ramionach. Jaśniejsza barwa występuje głowie i gardle, które są żółtawe. Jasne gardło odróżnia leniwca trójpalczastego od leniwca pstrego. Na grzbiecie samców występuje speculum, wyróżniająca się jaskrawa plama, w której przez pomarańczowożółte pole biegnie pośrodkowy czarny pas, podobnie jak u leniwca karłowatego czy pstrego. Zielonkawość zawdzięcza futro rosnącym w leniwczym futrze glonom. Zapewniają one żyjącemu wśród zielonych liści drzew leniwcowi lepszy kamuflaż. Ponadto stanowią dodatkowe źródło pokarmowe, pozwalając zwierzęciu uzupełnić lipidy.
Głowa ma szczątkowe małżowiny uszne. W pysku obecne są kołkowate, pozbawione szkliwa zęby.
Na klatce piersiowej samicy znajdują się dwa sutki.
Ciało wieńczy szczątkowy ogon.
Zarówno przednie, jak i tylne kończyny mają po 3 palce, wyposażone w długie pazury.
Fizjologia Leniwiec trójpalczasty cechuje się powolnym metabolizmem. Bardzo wolno trawi spożyty pokarm, fermentujący powoli w jego przewodzie pokarmowym.