尾羽龙生存在早白垩世，身长约1米，如火鸡般大小，它的前肢短且呈翼状，上面长满大片华丽的羽毛，尾巴上也长有羽扇。另外，全身则遍布绒毛状的短毛。羽毛并不是用来飞行，而是用来保持体温和吸引异性的。尾羽龙属于窃蛋龙类。窃蛋龙类是外形奇特、身披羽毛的一类恐龙。虽然它们是从肉食性的兽脚类演化而来，但这类恐龙却是杂食性或植食性的。关于尾羽龙还有一个故事：美国的前总统克林顿先生曾经想要来我们中国，他在会议上手中拿了一本杂志，杂志封面的图片就是尾羽龙，他想用这个说明我们中国不仅有历史，还有文化。
尾羽龙的发现在世界上首次为长期以来悬而未决的鸟类羽毛起源问题的研究提供了重要信息，使我们对羽毛的起源和早期演化的研究第一次建立在化石证据的基础上。这些发现表明羽毛的最初功能并非飞行，而是保暖或者吸引配偶等，羽毛不能再作为鉴定鸟类的特征，羽毛发生在鸟类出现之前。以后如果我们发现长羽毛的动物化石，必须仔细观察它的骨骼形态，才能确定它属于鸟类还是肉食类恐龙。因为，长羽毛的动物未必是鸟类，它有可能是一个长着羽毛，栖息于地面上的肉食类恐龙。
尾羽龙的前肢非常小，尾巴也很短，不过脖子却很长。在它的胃部，还保留着一堆小石子，这就是现代鸟类胃中常有的胃石，用于磨碎和消化食物。胃石在鸟类和其他种类的恐龙当中很常见，但在兽脚类恐龙当中却是非常罕见的。最为激动人心的是，在尾羽龙的尾巴顶端长着一束扇形排列的尾羽，在它的前肢上也长着一排羽毛。这些羽毛具有明显的羽轴，也发育有羽片，总体形态和现代羽毛非常相似；唯一的区别在于它的羽片是对称分布的，而包括始祖鸟在内的鸟类的羽毛则具有非对称分布的羽片。一般认为，非对称的羽毛具有飞行功能。尾羽龙对称的羽毛可能代表羽毛演化的相对原始阶段。
实际上，尾羽龙的骨骼形态要比始祖鸟原始。它的头后骨骼形态表明它是一种奔跑型动物，还不会飞行。最新研究表明，尾羽龙和兽脚类恐龙当中的窃蛋龙类非常近似，可能代表一种原始的窃蛋龙类。窃蛋龙类常见于亚洲和北美白垩纪，是历史上非常有名的一类恐龙。古生物学家们最初误以为这类恐龙以偷食其他恐龙蛋为生，因而得名窃蛋龙，后来的发现表明这类恐龙实际上是趴在蛋上孵化自己产的卵，并非偷窃其他恐龙的蛋。
尾羽龙已经具有了真正的羽毛，但还不能飞行，这说明羽毛的最初出现并不是为了飞行，很可能是为了保暖。因此，与羽毛演化还处于前羽阶段的中华龙鸟相比，尾羽龙在研究鸟类飞行的起源与演化上的意义要超过中华龙鸟。
