La struttura scheletrica mostra una serie di interessanti adattamenti alla locomozione (caratterizzata sia dalla velocità che dalla resistenza) e all'alimentazione con vegetali duri (erba secca delle praterie).
Cranio. La mandibola è molto alta, per ospitare potenti molari. Gli incisivi sono separati dai molari da un ampio diastema, ossia un tratto privo di denti (le barre), utilizzate per l'applicazione dell'imboccatura fin dalla prima domesticazione. Le cavità nasali sono molto ampie per consentire una efficiente respirazione.
Colonna vertebrale. Il tratto cervicale è molto robusto per sostenere il notecole peso della testa e del collo. Le apofisi spinose del primo tratto dorsale sono molto sviluppate per fornire supporto alla potente muscolatura della spalla e del collo e dorso. La coda è breve.
Arti. L'omero e il femore sono brevi, robustissimi, completamente immersi nella muscolatura. Le ossa pari del secondo tratto degli arti (corrispondenti a radio e ulna e a tibia e perone) sono fuse tra di loro con perdita del movimento rotatorio, adattamento che consente una migliore stabilità locomotoria. I raggi metacarpali e falangei sono fortemente modificati; il peso del cavallo poggia sul terzo raggio; il secondo e quarto raggio metacarpale e metatarsale sono ridotti e privi di estremità inferiore; il primo e il quinto sono scomparsi. Tutte le falangi del primo, secondo, quarto e quinto dito sono scomparse, ad eccezione di residui del secondo e quarto dito, trasformati nei sesamoidi laterali. La terza falange (osso triangolare; coffin bone in inglese) ha assunto una particolare morfologia arciforme, e funge da sostegno alla parte anteriore dello zoccolo.
