有羽毛恐龙仅发现于少数地区，但有可能当时全球各地都出现了有羽毛恐龙。各地的化石纪录很少羽毛痕迹与有羽毛恐龙，可能是因为在化石化的过程中，羽毛与皮肤等脆弱部份，很难被保留下来。原始的羽毛细而缺乏羽枝，已出现在原始的虚骨龙类恐龙，例如美颌龙科的中华龙鸟，与暴龙超科的帝龙，而有羽枝的羽毛出现在虚骨龙类的手盗龙类，例如：偷蛋龙下目、伤齿龙科、驰龙科、以及鸟类。有羽毛恐龙并非毫无争议，其中最重要的是艾伦·费都加（Alan Feduccia）与蒂纲·索拉（Theagarten Lingham-Soliar）所提出的