华龙鸟的羽毛构造简单，较类似现代鸟类的绒羽，有粗羽茎、长而细的羽枝。义县组的其他化石也有发现类似的羽毛痕迹，例如孔子鸟。
颜色.中华龙鸟的身体与尾巴羽毛，可分为深色、淡色两种区块，某些研究人员推测这代表不同颜色的羽毛。陈丕基、董枝明等人认为这是化石的母岩在分开时，所造成的不规则排列。在2002年，尼克·朗里奇（Nick Longrich）在古嵴椎动物学会提出，这些深浅区块，代表生前的羽毛色素，在化石化过程中保存下来；朗里奇认为深浅区块的排列过于规则，不可能是分开母岩、腐烂过程造成的