Kompletny genom mitochondrialny pingwina cesarskiego został po raz pierwszy opisany w 2015. Ma długość 17 301 par zasad, składa się z 13 genów kodujących białka, 22 genów tRNA, dwóch rRNA i jednego regionu kontrolnego.
Charakterystyka thumb|Dorosłe z pisklętami|left Dorosły pingwin cesarski osiąga wysokość do 110–130 cmBurnie D & Wilson DE (red.), Animal: The Definitive Visual Guide to the World's Wildlife. DK Adult (2005), , waży od 22,7 do 45,4 kg, w zależności od płci. Samce ważą więcej od samic. Jest to obecnie piąty pod względem masy ciała gatunek ptaka, ustępuje jedynie większym odmianom bezgrzebieniowcówCRC Handbook of Avian Body Masses by John B. Dunning Jr. (Editor). CRC Press (1992), .. Masa zmienia się w zależności od pory roku, zarówno samiec jak i samica chudną, wychowując młode i wysiadując jaja. Samiec musi wytrzymać ekstremalne warunki antarktycznej zimy przez ponad dwa miesiące, równocześnie chroniąc wysiadywane jajo. Podczas tego okresu nic nie je. Większość samców traci około 12 kg, oczekując, aż z jaj wyklują się pisklęta. Średnia masa samców na początku sezonu rozrodczego to 38 kg, natomiast samic 29,5 kg.