微的骨骼特征上与相关的鸟类有所不同。例如其下颚牙齿只佔较少的位置、叉骨较窄、肩胛骨较短等。义县鸟的飞羽保存完好。每只翼上有5条主羽，最长的约长6.7厘米。其羽毛不像基群般在尖端较窄，而非常阔及圆。它们共有8条尾羽，达9.2厘米长，像现今鸟类般连接在尾综骨之上。
生物及生态.义县鸟的羽毛非常独特，可让科学家了解它们的生活情况。双翼阔及圆，飞羽也是。尾羽有层次的排列，最外羽连接得较近尾巴的基部，令尾巴看上去也较圆。再者，轮廓上显示它们有尾羽囊，可以在飞行时将尾羽打开，休息时则收起。