生理特徵
傷齒龍科恐龍是群體型小到中型的獸腳類恐龍，體重在30公斤以內；相對於其他獸腳類恐龍，它們擁有較長後肢；它們的第二腳趾擁有可收縮的大型、彎曲趾爪，類似馳龍科的鐮刀狀趾爪。然而，傷齒龍科的趾爪並未如馳龍科的那樣大型、彎曲；在某些例子裡，這些趾爪無法收縮到同樣程度，也無法在行走時遠離地面。至少有某一種傷齒龍科恐龍，無聊龍，它們的第二趾爪筆直，行走時無法遠離地面。
傷齒龍科恐龍的獨特出在於它們的大型腦部，可與現代的無法飛行鳥類相比。它們的眼睛相當大，方向往前，顯示它們擁有相當好的立體視覺。傷齒龍科恐龍的耳部在獸腳類恐龍中相當獨特，它們擁有異常大的中耳空間，顯示它們擁有準確的聽力。中耳空間接近鼓膜，有助於偵測低頻率的聲音。[1]傷齒龍科恐龍的耳朵位置並不對稱，頭顱骨兩側的耳朵位在不同的高度，這個特徵只有某些貓頭鷹才有。耳部的極度特化顯示傷齒龍科恐龍以類似貓頭鷹的方式來獵食，使用聽力來確定小型獵物的位置。[2] 雖然大部分古生物學家認為傷齒龍科恐龍是肉食性掠食者，但某些物種（尤其是傷齒龍）的小型、粗糙邊緣牙齒，以及U形顎部，顯示某些物種可能是雜食性或草食性動物。[3]相反地，少如物種如拜倫龍，擁有眾多的針狀牙齒，相當適合獵食小型動物，例如：鳥類、蜥蜴、以及小型哺乳類。
古生物學
少數傷齒龍科的化石，包含寐龍與中國鳥腳龍的標本，證實這些動物以類似鳥類方式棲息，將頭部埋藏在前肢下方。[4]這些化石與眾多類似鳥類與有羽毛恐龍的骨骸，支持了傷齒龍科恐龍身上覆蓋者類似鳥類羽毛的理論。完全覆蓋羽毛的原始傷齒龍科恐龍金鳳鳥、近鳥的發現，更進一步支持這個理論。
目前已發現許多傷齒龍科的蛋巢，包含內含胚胎的恐龍蛋。目前已有一些關於傷齒龍科繁衍能力的理論。在1994年，馬克·諾瑞爾（Mark Norell）等人敘述了兩個傷齒龍科的部份顱骨（編號IGM 100/972與IGM 100/974），兩個顱骨都發現於蒙古的德加多克塔組，位在一個蛋巢裡面，這個蛋巢中有一個恐龍蛋，內有偷蛋龍科的胚胎，因此確定是偷蛋龍科的蛋巢。而這兩個顱骨最初被諾瑞爾等人敘述成馳龍科的化石，而後重新歸類於傷齒龍科。[5]這兩個傷齒龍科顱骨是剛出生幼體或胚胎，上附有蛋殼碎片，但似乎是偷蛋龍科的蛋殼。為何偷蛋龍科的蛋巢會出現兩隻年幼的傷齒龍科，令人費解。目前的解釋有：它們是成年偷蛋龍科的獵物、它們以偷蛋龍科幼體為食、或者傷齒龍科具有巢寄生現象。[6]
與鳥類演化的關係
傷齒龍科在尋找鳥類起源上有重要的位置，因為它們與早期鳥類擁有許多共同生理特徵。最近在晚侏㑩紀的莫里遜組發現的WDC DML 001完整標本，屬於傷齒龍科，時間也接近始祖鳥的年代。這個重要的侏㑩紀傷齒龍科化石，證實了較衍化的恐爪龍類的出現時間非常接近鳥類的出現時間，而更基礎的近鳥類應該在更早的時期演化出來。這項發現使得恐龍與鳥類演化上的時間矛盾無效，但少數人仍抱持者這個演化上的時間矛盾。
分類
傷齒龍科的化石是第一群被敘述的恐龍化石之一。最初，在1856年約瑟夫·萊迪（Joseph Leidy）將這些動物分類於蜥蜴亞目；但在1924年，查爾斯·懷特尼·吉爾摩爾（Charles W. Gilmore）將它們分類於恐龍總目的鳥臀目。直到1945年，查爾斯·斯騰伯格（Charles Mortram Sternberg）將傷齒龍科鑑定、分類於獸腳亞目。1969年以來，傷齒龍科與馳龍科共同屬於恐爪龍下目演化支。但在1994年，托馬斯·霍爾特（Thomas R. Holtz Jr）根據加大的腦部、長而低的上頜孔等特徵，建立了Bullatosauria，包含了似鳥龍下目與傷齒龍科。傷齒龍科的骨盆也顯示它們較馳龍科原始。在中國新發現的原始傷齒龍科化石，例如中國獵龍與寐龍，顯示出傷齒龍科、馳龍科、以及原始鳥類始祖鳥之間的相似處；而現在的大多數古生物學家，包括霍爾特在內，都認為傷齒龍科較接近鳥類，而離似鳥龍下目較遠，使得Bullatosauria分類遭到廢棄。
由Theropod Working Group成員所進行的密集獸腳亞目研究，顯示基礎馳龍科恐龍、傷齒龍科、以及始祖鳥之間有非常相似的地方。這幾個分類形成近鳥類演化支，該演化支由Novas與Pol所提出。[7]Hwang等人所提出的演化樹，顯示始祖鳥代表近鳥類的一個原始分支，而馳龍科與傷齒龍科較為先進。這個理論提升了恐爪龍類演化出空氣動力行為的可能性。[8]
分類學
恐爪龍下目 Deinonychosauria
傷齒龍科 Troodontidae
近鳥龍 Anchiornis ?原鳥形龍 Archaeornithoides 無聊龍 Borogovia 拜倫龍 Byronosaurus 金鳳鳥 Jinfengopteryx ?剖齒龍 Koparion 寐龍 Mei 蜥鳥龍 Saurornithoides 中國鳥腳龍 Sinornithoides 竇鼻龍 Sinusonasus 中國獵龍 Sinovenator 鴕鳥龍 Tochisaurus 傷齒龍 Troodon 烏爾巴克齒龍‎ Urbacodon 扎納巴扎爾龍 Zanabazar
未敘述及未命名標本
IGM 100/972與IGM 100/974
SPS 100/44 = EK troodontid
WDC DML 001
