Większość informacji na temat stegozaura pochodzi z badań szczątków dorosłych zwierząt. Niedawno odkryto też pozostałości młodego osobnika. Jeden prawie dorosły, odnaleziony w 1994 w Wyoming, mierzył 4,6 m długości i 2 m wysokości, jego masę za życia szacuje się na 2,3 tony. Wystawia go University of Wyoming Geological Museum. Jeszcze mniejsze szkielety, liczące sobie 210 cm długości i 80 cm wysokości, wystawia Denver Museum of Nature & Science.
Klasyfikacja mały|Stegosaurus stenops, rekonstrukcja Stegosaurus był pierwszym nazwanym rodzajem w rodzinie stegozaurów. Stanowi też rodzaj typowy tej rodziny, biorącej od niego swą nazwę i będącą jedną z dwóch rodzin infrarzędu stegozaurów, obejmującego także huajangozaury. Infrarząd ten należy do tyreoforów, podrzędu uzbrojonych dinozaurów, który zawiera też bardziej zaawansowaną grupę ankylozaurów. Klad Stegosauria tworzyły zwierzęta podobne do siebie z wyglądu i postury, a różniące się głównie kształtem swych płyt i ułożeniem kolców. Najbliżsi krewni stegozaura to chiński wuerhozaur i wschodnioafrykański kentrozaur.