Paleobiologia i paleoekologia Champsozaur był gadem wodnym, masywne, szerokie żebra wskazują, że na lądzie poruszał się pełzając. Głowa i tułów były grzbietowo-brzusznie spłaszczone, co stanowiło adaptację do wodnego trybu życia. Champsozaur miał dobrze wykształcone wtórne podniebienie. Długi przewód nosowy i giętka szyja ułatwiały oddychanie podczas pływania. Klatka piersiowa była stosunkowo sztywna, a gastralia służyły do rozszerzania i zwężania opłucnej, a także do obniżania środka ciężkości ciała, co ułatwiało stabilizację podczas pływania.
Katsura zasugerował, że samice miały masywniejsze kończyny niż samce ze względu na spędzanie większej ilości czasu na lądzie, podczas gniazdowania. Złączenie kręgów krzyżowych u samic prawdopodobnie jest wynikiem bardziej lądowego trybu życia w wyniku aktywności związanej z rozmnażaniem. Struktura wewnętrzna kości udowych młodych champsozaurów była zbliżona do występującej u samców, co sugeruje, że większość czasu spędzały one w wodzie.
Puszka mózgowa była stosunkowo prymitywnie zbudowana w porównaniu do innych rejonów czaszki champsozaura.