始祖鸟大小如乌鸦。它保留了爬行类的许多特征，例如嘴里有牙齿，而不是形成现代鸟类那样的角质喙；有一条由21节尾椎组成的长尾巴；前肢三块掌骨彼此分离，没有愈合成腕掌骨，指端有爪；骨骼内部还没有气窝等。另一方面，它已经具有羽毛，而且已经有了初级飞羽、次级飞羽、尾羽以及复羽的分化，这都是鸟类的特征。

始祖鸟一开始被认为是鸟类的祖先，现在认为是一种小型兽脚类恐龙，相反，它们并不是鸟类祖先，而极有可能是后期恐爪龙类的祖先。并且生活于侏罗纪的提通阶早期，距今约1亿5千5百万到1亿5千万年前。这些标本都只在德国境内发现。化石分布在德国南部，它的德文名字意指原鸟或首先的鸟。

始祖鸟之所以如此著名，这是因为其化石保存了精美的羽毛，这恰是索伦霍芬石灰岩的独到之处，它具有把软组织保存下来的地址魔力。远在晚侏罗纪，索伦霍芬地处热带，它是一片被礁石包围的浅水湖，周围散布着泥滩平地。它的北部是如今德国中部陆地，南部则是辽阔的特提斯海（古地中海）。

把始祖鸟划到虚骨龙家族中，主要是因为它的羽毛。我们用肉眼观察一根羽毛时，看到的是一条中空的茎的两边伸展出排列整齐的毛发，似乎结构很简单。只有当我们把羽毛拿到显微镜下观察时，才发现每一条细小的毛发上面，还有许多复杂的结构，枝杈纵横，并且有钩状物相连。这是鸟类、恐龙的羽毛才有的特征。