根据徐星等人的种系发生学分析，天宇盗龙是劳亚大陆的基底驰龙科恐龙。牠们似乎拥有一些劳亚大陆驰龙科所没有的特征，但这些特征却可以在鸟翼类及冈瓦那大陆驰龙科（如南方盗龙、鹫龙、内乌肯盗龙、胁空鸟龙及半鸟）中发现。研究人员亦发现，天宇盗龙拥有一些小盗龙亚科单系群的特征。由于天宇盗龙混合了这两种特征，故研究人员认为天宇盗龙是种原始小盗龙亚科恐龙。若是如此，其他长臂的小盗龙亚科，应该是后来独自演化出飞行的能力。不过，研究人员提出另一可能性，天宇盗龙也有可能是劳亚大陆的驰龙科恐龙中，非小盗龙亚科的的原始物种。无论