Исторически слово двенадцать возникло как сращение с последующим фонетическим преобразованием сочетания дъвѣ (два в двойственном числе) на (предлог) десяте (десять в форме местного падежа). То есть дъвѣ на десяте — это десять и еще два сверху, числительное было сложным и имело два корня.

В современном русском языке числительное двенадцать считается простым и членится на морфемы так: дв- — корень, -надцать — суффикс, окончание — нулевое.

Спорным в современной морфемной структуре слова двенадцать оказывается статус элемента -е-. При словообразовательном анализе, целью которого является выявление непроизводной и производной основ, -е- рассматривается как наращение производной основы: дв-а → две-надцать (см. «Русская грамматика», 1980 г., т. I, § 1032).

Наращение основ в лингвистике также может описываться как интерфиксация, в рамках такой терминологии элемент -е- является типичным интерфиксом.

Морфемный статус интерфиксов является дискуссионным, поскольку полноценная морфема должна обладать значением, а интерфиксы описываются как соединительные элементы. Подробнее об интерфиксах см. пособие Е. И. Литневской «Русский язык: краткий теоретический курс для школьников».