Tiranosaurus
telah memutarbalikkan pandangan para ilmuwan sebelumnya dan mengalihkan perhatian para paleontolog dari yang hanya berburu tulang menjadi juga berkecimpung pada bidang biokimia. Sebelum penemuan-penemuan ini, mereka mengasumsikan bahwa fosilisasi akan menggantikan semua jaringan-jaringan dengan mineral. Paleontolog Hans Larsson dari Universitas McGill, yang tidak ikut serta dalam penelitian ini,
menyebutnya sebagai "tonggak sejarah" dan menyatakan bahwa penemuan ini membuat dinosaurus "masuk ke dalam bidang biologi molekuler dan sungguh dapat membawa paleontolog ke dunia modern".
Keberadaan jaringan lunak telah dipertanyakan oleh Thomas Kaye dari Universitas Washington et al. pada tahun 2008. Mereka menegaskan bahwa apa yang sebenarnya berada di dalam tulang Tiranosaurus tersebut adalah biofilm yang dihasilkan oleh bakteri yang melapisi kekosongan yang sebelumnya diisi oleh pembuluh dan sel darah. Mereka juga menemukan bahwa apa yang sebelumnya
diidentifikasikan sebagai sisa-sisa sel darah (akibat keberadaan besi) sebenarnya adalah framboid, yaitu butiran-butiran mineral mikroskopik yang mengandung besi. Mereka menemukan butiran-butiran serupa di fosil-fosil dari berbagai periode, termasuk fosil kelompok moluska Ammonoidea. Pada Ammonoidea, besi yang dikandung oleh butiran-butiran ini berada di tempat yang
tidak memiliki hubungan apapun dengan darah. Namun, Schweitzer sangat mengkritik klaim-klaim Kaye dan berpendapat bahwa tak ada bukti yang mendukung pernyataan bahwa biofilm dapat memproduksi tabung-tabung yang bercabang dan berongga seperti yang ditemukan pada hasil penelitian Schweitzer. San Antonio, Schweitzer dan rekan-rekannya juga menerbitkan sebuah analisis pada tahun 2011 mengenai bagian kolagen
mana saja yang telah ditemukan, dan mereka lalu menyimpulkan bahwa bagian dalam koil (coil) kolagen-lah yang telah terjaga, dan ini sesuai dengan apa yang akan terjadi setelah degradasi protein jangka panjang. Hasil penelitian yang lain turut menentang pengidentifikasian jaringan lunak sebagai biofilm dan memastikan penemuan "struktur yang bercabang seperti pembuluh" di dalam tulang yang telah terfosilisasi.
Pada tahun 2014, tidak diketahui secara pasti apakah Tiranosaurus adalah hewan yang endotermik (berdarah panas) atau ektotermik (berdarah dingin). Seperti kebanyakan dinosaurus lainnya, Tiranosaurus telah lama diasumsikan memiliki sistem metabolisme ektotermik. Gagasan dinosaurus yang ektotermik ditentang oleh ilmuwan-ilmuwan seperti Robert T. Bakker dan John Ostrom pada tahun-tahun awal
"Renaisans Dinosaurus" yang bermula pada akhir era 1960-an. Tyrannosaurus rex sendiri diklaim sebagai hewan endotermik, yang menyiratkan bahwa mereka memiliki gaya hidup yang sangat aktif. Semenjak itu, beberapa ahli paleontologi mencoba mencari tahu bagaimana Tiranosaurus dapat meregulasi suhu tubuhnya. Bukti histologi berupa laju pertumbuhan yang tinggi pada Tyrannosaurus rex muda
bila dibandingkan dengan mamalia dan burung memperkuat hipotesis bahwa Tiranosaurus memiliki metabolisme yang tinggi. Seperti halnya mamalia dan burung, kurva pertumbuhan Tyrannosaurus rex menunjukkan bahwa pertumbuhan hewan ini hampir seluruhnya terbatas pada yang belum dewasa, ketimbang pertumbuhan tidak terbatas yang timbul pada kebanyakan vertebrata lainnya.
Rasio isotop oksigen pada tulang yang terfosilisasi terkadang dimanfaatkan untuk menentukan suhu pada saat tulang tersebut terendapkan, karena rasio antara isotop-isotop tertentu memiliki korelasi dengan suhu. Dalam satu spesimen, rasio isotop pada tulang dari bagian-bagian tubuh yang berbeda menunjukkan perbedaan suhu yang tidak lebih dari 4 hingga 5 °C (7
sampai 9 °F) antara tulang punggung dengan tulang kering. Perbedaan suhu yang kecil antara bagian utama tubuh dengan ujung-ujungnya diklaim oleh paleontolog Reese Barrick dan geokimiawan William Showers sebagai pertanda bahwa Tyrannosaurus rex memiliki suhu tubuh internal yang konstan (homeotermik) dan laju metabolismenya berada di antara laju metabolisme reptil ektotermik dengan mamalia endotermik. Ilmuwan-ilmuwan lain
berpendapat bahwa rasio isotop oksigen pada fosil yang telah ditemukan tidak menunjukkan rasio yang sama pada masa lampau, dan mungkin mengalami perubahan selama atau setelah proses fosilisasi (diagenesis). Barrick dan Showers mencoba mempertahankan kesimpulan mereka dalam makalah-makalah berikutnya, dan mereka berhasil menemukan hasil yang sama pada dinosaurus teropoda lainnya
yang berasal dari benua yang berbeda dan hidup sepuluh juta tahun lebih awal (Giganotosaurus). Terdapat pula bukti-bukti yang menunjukkan bahwa dinosaurus Ornithischia juga memiliki sistem homeotermik, sementara kadal-kadal Varanidae dari formasi geologi yang sama tidak memilikinya. Jika Tyrannosaurus rex memang terbukti memiliki sistem homeotermik, bukan berarti
bahwa mereka adalah hewan endotermik. Termoregulasi semacam itu juga dapat dijelaskan oleh sistem gigantotermik, seperti yang timbul pada beberapa spesies penyu saat ini.
Dua jejak kaki yang telah mengalami fosilisasi dan ditemukan secara terpisah telah dianggap sebagai jejak kaki Tyrannosaurus rex untuk sementara waktu. Jejak yang pertama didapati di Philmont Scout Ranch, New Mexico, pada tahun 1983 oleh geolog Amerika Charles Pillmore. Awalnya jejak ini diduga merupakan jejak kaki seekor dinosaurus Hadrosauridae, tetapi setelah diperiksa, jejak kaki tersebut
memiliki "tumit" besar yang sebelumnya belum pernah ditemukan pada jejak kaki dinosaurus dari subordo Ornithopoda, serta sisa-sisa jempol jari kaki dalam bentuk jari keempat yang mirip dengan kuku samping (dewclaw). Jejak kaki tersebut awalnya dipublikasikan sebagai iknogenus Tyrannosauripus pillmorei pada tahun 1994 oleh Martin Lockley dan Adrian Hunt. Lockley dan Hunt merasa
bahwa kemungkinan besar jejak ini dibuat oleh seekor Tyrannosaurus rex, dan jika benar ini adalah jejak kaki pertama Tiranosaurus yang pernah ditemukan. Jejak tersebut dibuat di sebuah dataran lumpur basah yang tervegetasi pada masa hidup Tiranosaurus yang menghasilkan jejak tersebut. Panjangnya mencapai 83 cm dan lebarnya 71 cm.
Jejak kaki kedua pertama kali dilaporkan pada tahun 2007 oleh paleontolog Britania Phil Manning. Jejak tersebut ditemukan di Formasi Hell Creek di Montana dan memiliki panjang 72 cm, sehingga lebih pendek daripada jejak kaki yang dideskripsikan oleh Lockley dan Hunt. Masih belum jelas apakah jejak tersebut benar-benar merupakan jejak kaki Tiranosaurus, tetapi hanya terdapat dua teropoda besar di Formasi Hell Creek, yaitu Tyrannosaurus and Nanotyrannus.
Sejumlah jejak kaki di Glenrock, Wyoming, yang berasal dari zaman Kapur Akhir telah ditemukan di Formasi Lance. Jejak-jejak ini dideskripsikan oleh Scott Persons, Phil Currie et al. pada Januari 2016, dan diyakini merupakan jejak-jejak seekor Tyrannosaurus rex muda atau dinosaurus Nanotyrannus lancensis yang masih meragukan status klasifikasinya. Dari ukuran dan posisi jejak-jejak kaki
tersebut, hewan tersebut diyakini berjalan dengan kecepatan 2.8 hingga 5 mil (4.5 hingga 8 km) per jam dan diperkirakan memiliki tinggi 1.56 m sampai 2.06 m. Hasil kajian yang kemudian diterbitkan pada tahun 2017 meningkatkan perkiraan kecepatan hewan tersebut sebesar 50-80%.
Para ilmuwan telah membuat berbagai perkiraan kecepatan maksimal Tiranosaurus. Kebanyakan berkisar pada angka 11 m/detik (40 km/jam), tetapi beberapa perkiraan dapat menaksir hingga serendah 5 m/detik (18 km/jam). Hutchinson dan Garcia pada tahun 2002 membuat pemodelan yang menunjukkan bahwa Tiranosaurus dewasa membutuhkan otot ekstensor (otot yang menyebabkan pelurusan)
dengan massa yang tidak masuk akal besarnya, sehingga mereka merasa bahwa Tiranosaurus dan dinosaurus-dinosaurus besar lainnya tidak dapat berlari atau bergerak dengan kecepatan tinggi. Farlow et al. (1995) juga berpendapat bahwa Tyrannosaurus dengan massa 5.4 hingga 7.3 ton metrik akan mengalami luka yang sangat parah jika jatuh saat sedang bergerak cepat, karena badannya akan