暴龙超科的体型差异很大,随者年代越晚,体型逐渐增大。早期的暴龙超科是群小型的动物。帝龙的一个完全成长标本,身长为1.6米,而完全成长的冠龙身长为3米。始暴龙的一个未成年化石则身长超过4米,而阿巴拉契亚龙的一个接近成年化石,身长超过6米,显示这两个属可成长至更大的体型。晚白垩纪暴龙科的体型范围,从9米长的艾伯塔龙与蛇发女怪龙,到身长超过12米、体重超过9000公斤的暴龙。 霸王龙

早期暴龙超科动物的头颅骨较长、低矮、轻型,类似其他的虚骨龙类,而晚期物种的头颅骨较高、大型。尽管头颅骨有者外型上的差异,但所有暴龙超科具有特定的头部特征。前上颌骨非常高,口鼻部前端呈钝状,这是与阿贝力龙科平行演化的特征。鼻骨互相固定者,并往上稍微拱起,形成头部上侧表面的隆起。前上颌骨的牙齿小于与其他部位的牙齿、形状也不同、横剖面为D形。除了原始的冠龙,暴龙超科下颚的上隅骨有个明显的棱脊,从颚部关节下方往两旁隆起。

如同大部分其他的兽脚类恐龙,暴龙超科具有S形弯曲的颈部、长尾巴。早期的物种具有长前肢,冠龙的前肢长度约是后肢的60%;早期物种具有3根手指,是典型的虚骨龙类特征。早白垩纪的始暴龙仍保有长前肢。但不清楚阿巴拉契亚龙是否也具有长前肢。更衍化的暴龙科,前肢大幅地缩小,最极端的例子为蒙古的特暴龙,它们的肱骨只有股骨的1/4长度。前肢的第三指也随者时间而逐渐缩小。原始的冠龙的第三指并未缩小,但帝龙的第三指已经明显地较其他两指细。始暴龙仍保有三根具有功能的手指,而暴龙科动物只有两指,不过已在某些标本上发现了退化的第三指遗迹。如同大部分的虚骨龙类,它们的第二指是最长的一根,无论第三指是否存在。

暴龙超科的骨盆特征包含:肠骨尾端前上侧有个凹处、肠骨外侧有个锐利的垂直棱脊,从臀窝处往下延伸、耻骨尾端巨大,占了耻骨把柄部的过半长度。所有的暴龙超科都具有这些特征,包含原始的冠龙与帝龙。祖母暴龙与史托龙的耻骨没有被发现,但两者的肠骨都符合暴龙超科的特征。

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