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  1965年,一個波蘭與蒙古國的古生物挖掘團隊,在蒙古國的巴彥扎格(Bayn Dzak)發現一個小型恐龍化石。  1983年,波蘭古動物學家Andrzej Elzanowski的研究首次提到這個小型恐龍化石  1992年,Elzanowski、彼得·沃爾赫費爾(Peter Wellnhofer)等人將這個小型恐龍化石進行描述、命名。隔年,他們進行詳細的研究。  模式種是"Archaeornithoides deinosauriscus",屬名在古希臘文意為「與古代鳥類相似的外形」,種名意為「小型恐龍」,指原鳥形龍是一種體型小型的恐龍。

  正模標本(編號ZPAL MgD-II/29)被發現於牙道黑達組(Djadokhta Formation),這個河道砂岩地層的地質年代為上白堊紀的晚坎潘階。正模標本是個破碎頭顱骨與下頜,包含上頜骨、部分顴骨、齒骨、以及顎骨。  原鳥形龍的正模標本非常小,破碎頭顱骨的長度為2.7公分,完整頭顱骨的長度約為5公分,完整身常被估計約為50到60公分,是最小型的恐龍之一。由於這個化石是個幼年個體,成年個體可成長到更大體型,但目前不知成年個體的身長。  原鳥形龍的口鼻部有長眶前孔,長度約是上頜的3/4。上頜有至少八顆牙齒,這些牙齒小型、呈圓錐狀,外表平滑、缺少鋸齒邊緣。顎骨顯示有次生孔的跡象。

  在1993年,Elzanowski等人提出原鳥形龍是最接近近鳥類的恐龍,主要依據一些類似鳥類的特徵,包含:前上頜骨及上頜骨之間有著交錯的縫合處、顎骨的凸起寬廣、具有氣竇、缺少齒間板、以及牙齒缺乏鋸齒邊緣。根據近年來的新化石,上述特徵常見於傷齒龍科及馳龍科的成年與幼年個體。Elzanowski等人提出原鳥形龍是傷齒龍科、棘龍科、里斯本鱷的近親,這些物種與鳥類構成一個演化支,而鳥類是起源於更原始的演化位置。之後的其他研究,並不支援傷齒龍科、棘龍科是近親,而里斯本鱷其實是種鱷形超目動物。  某些科學家認為,原鳥形龍的幼年標本可能屬於其他的蒙古傷齒龍科恐龍,例如蜥鳥龍或拜倫龍。在2009年,馬克·諾瑞爾(Mark Norell)等人研究一個拜倫龍的幼年顱骨,發現幼年、胚胎時期的獸腳類恐龍就具有許多成年個體的特徵,並發現原鳥形龍與拜倫龍的標本沒有關聯,兩者是獨立的屬。諾瑞爾等人也發現,原鳥形龍不是近鳥類的最近親,而確實屬於傷齒龍科。

  原鳥形龍的腦殼有個明顯的咬痕,Elzanowski等人提出這咬痕由哺乳類的三角齒獸("Deltatheridium")所留下,三角齒獸是牙道黑達組常見的小型哺乳動物。在2002年,另有科學家認為這標本曾被消化過,然後才經歷化石化過程。如果屬實,這將是中生代哺乳類以恐龍為食的第一個證據。
原鳥形龍屬(屬名:)是獸腳亞目手盜龍形類恐龍的一屬,生存於白堊紀晚期的蒙古國。