坚尾龙类。保罗·塞里诺（Paul Sereno）认为气腔龙可能与异特龙超科有关联，是这群侏罗纪动物辐射演化的结果。根据2009年的新研究，有一群异特龙超科恐龙生存至白垩纪时期，体型修长、指爪类似棘龙科，这群动物被建立为新猎龙科，气腔龙被归类于新猎龙科的大盗龙类演化支。
生理学.气腔龙的某些骨头具有中空空间，包含：叉骨、肠骨、腹肋，显示气腔龙可能具类似现代鸟类的气囊唿吸系统。气囊系统可协助空气进入或排出身体内，增加肺脏的唿吸效能。保罗·塞里诺推测，气腔龙骨头内的空间可协助体温循环