オルニトミモサウルス類
形態
オルトミモサウルス類の形態的特徴として小さくスレンダーな頭骨・大きな眼・長い首、腕・固まった尾・強靭な後肢等が挙げられる。腕と尾を除けば走鳥類と非常に似た体つきをしており実際に生態にも共通点があったと推測される。比較的原始的な属であるペレカニミムスやハルピミムスには歯があったが、より進化的なオルニトミムス科の種では歯が無く、くちばし状の口器になっている。
オルニトミムスでは羽毛の化石が発見されており、他のコエルロサウルス類同様に羽毛を持っていたと推定される。
生態
大きな脳を持ち視覚もよかったとされる。
1997年には14体の シノルニトミムス（Sinornithomimus） の化石がまとまって発見された。そのうちの11体は幼体と亜成体でありシノルニトミムスは群れで行動していたと考えられている。
オルトミモサウルス類の2種（ガルディミムスとオルニトミムス）と現生の鳥類や爬虫類との強膜輪の比較から周日行性、つまり短い間隔で終日活動していたことが示唆される。
食性
オルトミモサウルス類の食性についてははっきりとした結論は出ていない。
その歯の無いくちばし状の口器から進歩的なオルニトミムス科では雑食性であるとも考えられるが、ガリミムスやオルニトミムスでは頭部化石の研究からくちばしに小さなスリットを多数持つことがわかっており、フラミンゴのような濾過食ではなかったかという説がある。ただ水中の藍藻類や小動物だけでは、オルニトミムス上科の恐竜にとって十分な量を確保できなかったのではないかという反論もある（小型恐竜といってもそれらの水鳥よりははるかに大きかった）。 また胃石の化石や頭の真横に着いた眼、前述の細く長く物をフックのように引き寄せるのに使われたと思われる手などから植物食、または植物食の傾向が強い雑食だったというのが現在の主流である。
歯を持つ原始的なペレカニミムスでは主に小動物を捕食していたと考えられている。
生息地と起源
現在のところ化石はかつてローラシア大陸であったヨーロッパ（ペレカニミムス）、アジア（ハルピミムス他）、北アメリカ（オルニトミムス、ストルティオミムス）から発見されている。かつてタンザニアで発見されたジュラ紀の属エラフロサウルスやオーストラリアのティミムス（Timimus）もこのグループに属するとされ、ゴンドワナ起源（あるいは分裂以前のパンゲア起源）と考えられたこともあった。しかし、現在では前者はケラトサウルス類に、後者はオルニトミモサウルス類以外のコエルロサウルス類（おそらくはティラノサウルス上科もしくはドロマエオサウルス科）に分類されている。系統解析の結果ヨーロッパおよびアジアの属が基底的であり、オルニトミモサウルス類は東アジアもしくはヨーロッパの白亜紀前期バーレム期（1億3000万年前から1億2500万年前）に生じ、その後白亜紀後期以前に北アメリカに移住したと結論されている。しかし、2012年の研究では白亜紀前期ヴァランジュ期に現在の南アフリカに生息したヌクウェバサウルス（Nqwebasaurus）がこのグループの基底に位置するとされ、初期には広範に生息していた可能性が指摘されている。
日本では白亜紀前期の化石が群馬県と福井県で、白亜紀後期の化石が熊本県御船町で発見されている。