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  鐮刀龍科具有大型前肢,長指爪,身體寬廣,腳部具有四個趾爪。牠們的頭部小型,頸部長,吻突缺乏牙齒,嘴部後段的牙齒平坦。前背部的脊椎具有高的神經弓,背肋寬,臀部結構類似鳥類。寬廣的臀部顯示,牠們可能具有長的消化系統,以用來消化植物。根據系統發生學的位置,以及在北票龍身上發現的類似羽毛的覆蓋物,鐮刀龍科(或鐮刀龍超科)可能都具有類似的覆蓋物。

  鐮刀龍科是由葉甫根尼·馬列夫(Evgeny Maleev)在1954年建立,以包含新發現的鐮刀龍,但當時馬列夫認為牠們是種類似烏龜的巨大動物。長期以來,鐮刀龍科是認為是群奇特的獸腳類恐龍,可能是肉食性。隨者更多鐮刀龍科近親的化石被發現,原本觀念遭到質疑。這些新化石是草食性動物、具有許多奇異特徵,外表介於鳥臀目與原蜥腳下目之間。這些新發現物種被歸類於慢龍科(Segnosauridae),意指牠們的沉重身體、短後肢,可能採取類似樹櫴的生活方式。後來的研究發現鐮刀龍不屬於鳥臀目、原蜥腳下目,是種奇特的獸腳類恐龍,屬於草食性,其近親是同樣奇特的慢龍。由於鐮刀龍科的建立早於慢龍科,因此具有優先權,而慢龍科成為鐮刀龍科的次異名。  在1998年,保羅·塞裡諾(Paul Sereno)首次對鐮刀龍科提出系統發生學定義,定義為:親緣關係接近死神龍,而離似鳥龍較遠的所有物種。隨者更多大型鐮刀龍類化石的發現,鐮刀龍科與其他獸腳類恐龍的演化關係更為明確,鐮刀龍科的範圍更為狹窄。在2005年,保羅·塞裡諾將鐮刀龍科重新定義為:包含鐮刀龍、懶爪龍、內蒙古龍在內的最小演化支。

  以下演化樹是根據菲力·森特(Phil Senter)在2007年的研究:
鐮刀龍科(Therizinosauridae)意為「鐮刀蜥蜴」是獸腳亞目鐮刀龍超科的一科。鐮刀龍科是群草食性或肉食性的動物,生存於白堊紀晚期,化石已在中國、蒙古、美國等地發現。