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  如同許多其他手盜龍類,尾羽龍具有爬行動物、鳥類的混合特徵。  尾羽龍有著短、方形的頭顱骨,口鼻部類似喙,在上頜前端只儲存有少數銳利、長的牙齒。牠們擁有長後肢,身軀體結實,顯示牠們可能是快速的奔跑者。尾羽龍的身體覆蓋者構造簡單的短絨羽。在牠的尾巴及手部有對稱的正羽,上有羽枝與羽片,這些羽毛的長度為15到20公分。這些原始羽毛延者第二指排列,如同其他手盜龍類與鳥類的原始羽毛。尾羽龍的化石沒有儲存者附著於前肢的次要飛羽,這點與馳龍科、始祖鳥、以及現代鳥類不同。有可能是尾羽龍在生前時,手臂已沒有羽毛,或者原本有,但沒有儲存於化石之中。由於羽毛的短小及對稱,以及短手臂,可見尾羽龍是不能飛的。  尾羽龍被認為是種雜食性動物。在至少兩個標本中發現了胃石。在某些草食性恐龍、鳥翼類的會鳥、以及現代鳥類中,這些胃石位於沙囊的位置中。相反地,大部分獸腳亞目卻是肉食性的,牠們亦缺乏獸腳亞目普遍的鋸齒牙。  尾羽龍具有短尾巴,末端堅挺,尾椎數量少,如同鳥類與偷蛋龍下目。另外在短尾巴末端,有一叢羽毛。牠們的骨盆與肩膀原始,顱骨的許多處也有原始的特徵,例如:方軛骨、鱗骨、方骨、顴骨、下頜孔。尾羽龍的第三指縮短,類似原始鳥類與偷蛋龍科的雌駝龍。尾羽龍的肋骨有鉤突,牙齒類似鳥類,身體的整體比例相近於現代的無法飛行鳥類。  尾羽龍已知的化石都發現於中國遼寧省的尖山溝,屬於義縣組。在過去,尾羽龍似乎是該地區的常見動物。當地還生存著其他有羽毛恐龍,例如帝龍、中國鳥龍。

  尾羽龍的發現,產生許多鳥類與恐龍演化關係的研究與爭議。這些演化的爭議可歸納如下:尾羽龍屬於偷蛋龍下目、或是鳥類、或者兩者皆是。  因為尾羽龍明顯地具有正羽,類似現代鳥類,而且數個親緣分支分類法一致地將尾羽龍歸類於偷蛋龍科,所以尾羽龍在剛發現時,成為鳥類演化自恐龍最明確的證據。  俄亥俄大學的恐龍學家兼鳥類演化專家勞倫斯·威特默(Lawrence Witmer)指出:「在非鳥類獸腳亞目恐龍身上所發現的明確羽毛,造成宛如原子彈般的衝擊,使得鳥類與獸腳類恐龍演化關係的任何爭論顯得可笑。」 但是,並非所有科學家都認為尾羽龍是恐龍,有些科學家持續地提出反對意見。古生物學家艾倫·費多契亞(Alan Feduccia)反對鳥類與獸腳類恐龍之間有演化關係,他認為尾羽龍是種無法飛行的鳥類,而且跟恐龍沒有接近親緣關係。在2000年,T.D. Jones與其他人將尾羽龍的身體比例,與無法飛行的鳥類、獸腳亞目比較,他們指出尾羽龍的腳與不能飛卻適於行走的新鳥亞綱很相似,例如鴕鳥,因而做出尾羽龍是鳥類的結論。在2005年,G.J. Dyke與馬克·諾瑞爾(Mark Norell)批評了Jones等人研究在科學方法上有瑕疵,並提出完全相反的結論。  其他沒有正式加入爭論的研究人員,例如周忠和等人,則承認尾羽龍的分類傾向是有爭議的。

  在親緣分支分類法中,尾羽龍一般都是與偷蛋龍科有親緣關係,位於偷蛋龍科中的原始位置。切齒龍是偷蛋龍科中唯一比尾羽龍原始的物種。  大部分的科學家認為尾羽龍是鳥類的恐龍祖先。但在2004年,Halszka Osmolska等人提出一個親緣分支分類法研究,做出不同的結論。他們根據偷蛋龍科的大部分類似鳥類特徵,而將偷蛋龍科置於鳥綱,使得尾羽龍既是偷蛋龍科,也是鳥類。在這個研究中,鳥類演化自更原始的獸腳類恐龍,而其中一支系變得無法飛行,重新演化出原始的特徵,成為偷蛋龍科。這個假設很有說服性,併為某些古生物學書籍所接受,例如麥可·波頓的《"Vertebrate Paleontology"》一書。  有學者認為,這些化石其實是一種從能飛行的祖先(可能是始祖鳥)演化而來的不能飛鳥類的化石。這種認為尾羽龍是後來成為不能飛的見解,亦受到一些認為鳥類是從恐龍演化的學者的支援。  其他科學家,例如史蒂芬·切爾卡斯(Stephen Czerkas)與賴瑞·馬丁(Larry Martin),則認為尾羽龍根本不是獸腳類恐龍。他們認為尾羽龍與其他手盜龍類都是無法飛行的鳥類,而鳥類其實是從非恐龍的主龍類演化而來。
尾羽龍屬(屬名:,意為「尾巴羽毛」)又名尾羽鳥,是一屬小型的獸腳亞目恐龍,約有孔雀大小,生活於下白堊紀的巴列姆階(約1億2460萬年前)。牠們的身上覆蓋著羽毛,整體外觀很像鳥類。