獣脚類に属する恐竜は二本足で移動する肉食性の動物であり、後ろ脚の筋肉が非常に発達しており足が速い種類が多かったというのが大きな特徴です。また、代表的な獣脚類の恐竜であるティラノサウルスなどを見ると分かる通り、頭部が非常に大きい事も獣脚類の特徴のひとつで頭部にある大きな口の中には獲物を捕らえ、食いちぎる為の非常に鋭い歯が並んでいました。

獣脚類は最初に羽毛を持った事でも知られ、デイノニクスやヴェロキラプトルなどが属する原鳥類というグループは鳥類の直接の祖先であるとされています。
また、基本的に獣脚類は全て肉食恐竜であり、肉食恐竜は全て獣脚類に分類されていますが、白亜紀ごろになると獣脚類の中にも植物を食べる事ができる種もあらわれている事が確認されています。

尚、獣脚類は竜脚形類、鳥盤類と並ぶ、恐竜の三大グループのひとつで、最も成功した種のひとつだと言われています。
獣脚類のサブグループとしてはケラトサウルス類、テヌタラ類、コエルサウルス類、コエロフィシス類、鳥類など幅広い種が存在し、大きい分類では獣脚類自体も竜脚形類と同じ竜盤類に属しています。