拥有小型头部与喙状嘴，以及长颈部。镰刀龙是二足恐龙，从宽广的骨盆可看出牠们拥有宽广的大型身体。手臂长度为2.5公尺，甚至可达3.5公尺。脚部上有4个脚趾，其中3个是用来支撑重量，趾爪短而弯曲。第一趾爪缩短成上爪，与其他兽脚亚目不同。2016年，美国现代古生物学先驱之一葛瑞格利·保罗（Gregory S. Paul）估计镰刀龙的身长最高可达10公尺，体重至少有5吨。在镰刀龙家族中是已知最大型的成员，甚至在手盗龙类中也位居第二（仅次于恐手龙）。镰刀龙最显着的特征是手部的三个巨大指爪，指爪长而弯曲、狭窄。镰刀