美颌龙科在虚骨龙类里的演化位置仍未确定，有些人主张美颌龙科是最基础的虚骨龙类恐龙，而其他人认为牠们属于手盗龙类。
分类争议.在2003年，奥利佛·劳赫（Oliver Rauhut）将虚骨龙科重新定义，包含：虚骨龙（晚侏儸纪北美洲）、美颌龙（晚侏儸纪欧洲）、中华龙鸟（早白垩纪亚洲）、以及类似美颌龙的小坐骨龙（早白垩纪南美洲）。然而，这个分类方式并未广泛地被接受。在2005年，保罗·塞里诺（Paul Sereno）指出美颌龙科具有命名优先权，而虚骨龙、嗜鸟龙、以及美颌龙都属于美颌龙