両種を識別する上で、最も確実性の高い形態学的特徴をオス・メス別に深掘りします。特に小型の個体やメス成虫は形態の差異が微小になるため、細部の観察眼が求められます。
オスの成虫における決定打は、大顎のカーブと内歯の配置です。オオクワガタの大顎の内歯は、大顎の中央から先端寄りにかけて鋭く内側へ突き出します。大顎全体が円を描くように美しく内側へ湾曲するのも特徴です。一方、ヒラタクワガタの内歯は、大顎の基部（根元）付近から斜め前方へ太く突き出します。大顎の形状自体も直線的で、前後にスラリと伸びるシャープな槍のような構造を持っています。ただし、40mm以下の小型オスの場合は内歯の位置が中央寄りへ後退することがあるため、後述する体表の光沢と合わせて総合判定する必要があります。
体表のテクスチャにおいても、顕著な差が確認できます。オオクワガタの上翅（背中）は微細なしぼ加工が施されたような質感で、余分な光の反射を抑えた重厚なつや消し（マット感）を漂わせます。一方のヒラタクワガタは上翅の表面が極めて平滑であり、強い光の下では周囲の景色がほのかに映り込むほどの明瞭なツヤと光沢を誇ります。
愛好家が最も頭を悩ませるのが、大顎を持たないメス同士の見分け方です。この点について、甲虫ブリーダーやフィールド採集の専門家が現場で必ず確認する鑑識眼のポイントは以下の2点に集約されます。
- 上翅の点刻列（縦スジ）：オオクワガタのメスの上翅には、肉眼でもはっきりと確認できる整然とした「縦の溝（条線）」と細かな点刻が走っています。一方、ヒラタクワガタのメスの上翅は全体がツルリとしており、筋状の凹凸はほとんど目立ちません。
- 前胸背板（首の後ろの盾）の形状とくぼみ：オオクワガタのメスは、前胸背板の中央に浅い縦のくぼみ（溝）があり、側面のカーブが丸みを帯びています。ヒラタクワガタのメスは前胸背板の中央にくぼみがなく平滑で、前胸の前方がすぼまったシャープな台形状を描きます。
