中型大小，有着阔及于末端圆形的翅膀，并比体型较长的尾巴。整体而言，始祖鸟可以成长至0.5米长。牠的羽毛（比起其他特征来说证据较少）与现今鸟类羽毛在结构及设计上相似。但是除了一些与鸟类相似的特征外，牠有着很多兽脚亚目恐龙的特征。不像现今鸟类，始祖鸟有细小的牙齿可以用来捕猎昆虫及其他细小的无嵴椎生物。始祖鸟亦有长及骨质的尾巴，及牠的脚有三趾长爪，与恐龙极为相似。由于始祖鸟有着鸟类及恐龙的特征，始祖鸟一般被认为是牠们之间的连结：可能是第一种由陆地生物转变成鸟类的生物。于1970年代，约翰·奥斯特伦姆（John