Анатомия и морфология тарантула привлекла внимание двух исследователей прошлого столетия. Кесслер описал некоторые анатомические особенности тарантула, подробно остановившись на мышечной системе, а Н. Вагнер произвел разбор зависимости окраски паука от топографии внутренних органов. Этими работами ограничиваются сведения по анатомии тарантула, если не считать незначительных упоминаний Коберта, относящихся к окраске и внешнему виду, а также работ Колошвари об изменчивости окраски. Знакомство с анатомией здесь не ставится специальной задачей, а имеет вспомогательное значение для изучения биологии и ядовитости и не претендует на подробное изложение, тем более, что в общих чертах анатомия пауков изучена достаточно хорошо. Более подробно рассматриваются лишь ядовитый аппарат и половая система тарантула, имеющая значение в систематике.
Размеры тела тарантулов от 2 до 5 как указывалось ранее, зависят от принадлежности к расе. Разница между самыми маленькими самками и самцами мелкой расы и самыми большими крупной расы настолько велика, что исследователи принимают тарантулов мелкой расы за неполовозрелую форму, от которой они существенно отличаются развитой эпигиной у самок и сформировавшимися педипальпами у самцов.
Головогрудь тарантула имеет грушевидную форму. Передняя ее часть, несущая роговые придатки и глаза, значительно утолщена и приподнята по сравнению с задней, уплощенной. На дорзальном щитке головогруди, если с него соскоблить волосяной покров, заметны радиально расходящиеся от центра ложбинки, соответствующие местам прикрепления мышечных пучков. Вентральный щит головогруди почти треугольной формы направлен вершиной кзади и ограничен спереди нижней губой и челюстными лопастями, а с боков и сзади коксами ходильных ног. Впереди головргрудь несет хлицеры, педипальпы и ротовые придатки.
Педипальпы усажены многочисленными волосками и редкими крепкими шпорами. Особенно обильны волоски на последнем членике-лапке. Одна из главных функций педипальп — чувствительная. Ими ощупывается добыча, окружающие предметы и т. п. Кроме того, с помощью педипальп паук поворачивает в разные стороны добычу во время еды, заделывает шов кокона, чистит после еды ротовые придатки и т. п. Сказанное относится к самкам, так как у самцов педипальпы специализированы и несут функцию совокупительных органов.