D'après la taille des os disponibles et surtout des fémurs, Orrorin pouvait mesurer 1,40 m pour un poids de 50 kg. On ne connaît pas le degré de variabilité du poids chez les membres du même genre et il est possible qu'elle soit importante - seuls d'autres fossiles peuvent nous renseigner sur ce point. En ne tenant compte que du matériel disponible, Orrorin aurait donc été plus grand que A.L. 288-1 (Lucy), ce qui en fait une exception parmi les hominidés primitifs.
La seule chose sur laquelle tout le monde semble s'accorder sans trop de réticences est que la morphologie d’Orrorin rend la bipédie possible. Les caractères morphologiques observés sur les trois fémurs, autant externes (principalement : col fémoral allongé, aplati antéro-postérieurement, tubérosité glutéale bien développée qui fusionne avec la crête qui court le long de la diaphyse postérieurement et vers le bas, gouttière du muscle obturateur externe) qu'internes (répartition asymétrique du cortex du col du fémur : plus épais en partie inférieure qu'en partie supérieure, comme chez les Hominidés actuels et fossiles, alors que c'est le contraire pour les grands singes africains) indiquent qu'Orrorin était bipède fréquent et orthograde.
Ceci ne fait pas pour autant de lui un bipède exclusif.
Certains fossiles présentent en effet des indices d'adaptation au grimper :
Le membre inférieur présente donc des caractères propres à la bipédie alors que le membre supérieur présente des indices nets d'arboricolisme. Cette mosaïque de caractères vis-à-vis des indices de locomotion est aussi présente chez les australopithèques.
Selon la revue Science du 18 mars 2008 : « L'inclinaison de la tête du fémur et la présence d'un tubercule visible en vue antérieure sur Orrorin et sur l'homme moderne alors qu'il est caché derrière chez les australopithèques confirme que la démarche d'Orrorin s'approchait plus de celle de l'homme moderne que de celle de l'australopithèque. Sur ce tubercule (le petit trochanter) s'attache en effet le muscle qui permet de lever la jambe devant le corps. »
On a retrouvé principalement des fossiles de bovidés de petite et moyenne taille, des colobes. Des impalas indiquent des forêts clairsemées ; les colobes des espaces de forêt dense.
Orrorin vivait probablement parmi les arbres en forêt clairsemée ou en bordure de forêt humide. Son alimentation était celle d'un omnivore : fruits, amandes de noyaux, graines, baies, insectes, et occasionnellement viande.
Proche des fossiles d'Orrorin aucune trace d'outils n'a été trouvée.
Les différents fossiles d’Orrorin n'ont pas fait l'objet de datations directes mais leur âge a pu être évalué grâce à celui de leur contexte stratigraphique, par biostratigraphie mais aussi par datations radiométriques et par magnétostratigraphie :
Les fossiles trouvés sont donc âgés d'approximativement 6,2 à 5,65 millions d'années.
Plus récemment, des datations radiométriques (K-Ar et 40Ar-39Ar) croisées à des données magnétostratigraphiques indiquent que la formation de Lukeino, qui a livré les restes d'Orrorin tugenensis, s'est déposée entre 6 et 5,7 millions d'années. Les spécimens de Kapsomin, les plus nombreux et les plus importants de l'échantillon, seraient datés entre 5,9 et 5,8 millions d'années.