L'étude du paléontologue John Ostrom sur Deinonychus à la fin des années 1960 a lancé le débat sur la question de savoir si les dinosaures avaient le sang chaud. Il est aujourd'hui admis que tous les théropodes, ou la plupart des plus petits, avaient des plumes dont la fonction était de réguler la température. Ostrom a noté le petit corps, lisse, horizontal, la posture, et les griffes élargies sur les pieds, ce qui suggérait que l'animal était un prédateur actif et agile. Avant cela, l'idée populaire des dinosaures était celle de géants reptiliens bourrus.
Deinonychus signifie "Griffe terrible". Il s'agit du grand os en forme de faucille qui se trouve sur le deuxième orteil de chaque patte arrière. Dans la vie, un fourreau corné sur cet os en prolongeait la longueur. Ostrom a reconstitué la griffe sur plus de 120 millimètres de long.
Le nom de l'espèce antirrhopus signifie "contrepoids". Cela fait référence à l'idée d'Ostrom selon laquelle la queue équilibrait l'avant du corps. Comme chez les autres dromaeosaures, les vertèbres de la queue ont des tendons ossifiés (osseux) et des processus osseux super-longs. Ces caractéristiques semblent faire de la queue un contrepoids rigide. Un fossile du vélociraptor, étroitement apparenté, possède un squelette de queue connecté qui est courbé d'un côté à l'autre en forme de long S. Cela suggère que, dans la vie, la queue pourrait s'enrouler sur les côtés avec une certaine souplesse.