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。