学家Jorge Calvo等人将化石命名为新属，模式种是冈瓦那巨谜龙（"M. gondwanicus"）。属名意为「大谜题的蜥蜴」；种名则是以冈瓦纳大陆为名。正模标本（编号MUCPv-321）是一个关节连接的部分身体骨骼，包含：大部分嵴椎、肋骨、完整骨盆、胸骨、以及四块胸侧骨板。巨谜龙的胸侧骨板，类似小头龙的骨板；小头龙也是生存于白垩纪晚期的阿根廷，体型较小。这个标本被估计完整身长约6公尺，但根据嵴椎的癒合状态，显示牠们可能还没达到完全成长状态。