据称长有身体羽毛的捕食类恐龙（兽脚亚目）存在的年代早于始祖鸟，它们的羽毛可能提供了隔热功能。高等捕食性恐龙物种和长有羽毛前肢的原始鸟类可能利用它们作为奔跑时的平衡器官，就像现代鸵鸟一样。此外，羽毛可能在孵卵、伪装和展示等方面起着重要的功能。的确，尾巴、翅膀和后肢上的羽毛可能在展示方面发挥功能，尽管始祖鸟很可能已经具备飞行能力。“有趣的是，始祖鸟尾巴上的侧面羽毛拥有空气动力学形式，它很可能在飞行能力方面起着重要的作用。” 弗斯说道。
基于对最新化石羽毛的调查，研究人员能够阐明始祖鸟和其他有羽毛恐龙物种之间的分类学关系。羽毛面积的形式和分布的多样性尤为突出。例如，在各种腿部长有羽毛的恐龙物种中，有很多物种的羽毛长至脚趾，而其它的羽毛则非常短。“如果羽毛最初进化是为了飞行，那么功能限制应该会约束它们飞行的范围。在原始鸟类身上我们的确发现，翅膀羽毛的变化性的确不如后肢或者尾巴上羽毛的多样性。” 弗斯解释道。
这些观察暗示着羽毛的空气动力学功能位于其次：一旦羽毛长出，它们可以被“指派”为用于飞行。“甚至有可能兽脚亚目飞行能力的进化比始祖鸟还要显著，” 劳赫这样说道。“由于羽毛已经存在，不同的捕食性恐龙和它们的后代鸟类群体会以不同的方式发展这些结构。”最新的结果也与之前的一项理论相矛盾，后者认为飞行能力进化于更早的已经能够滑行的四翼物种。
始祖鸟代表了爬行动物和鸟类之间的转变形式，它是目前已知最好也可能是最早的鸟类化石。它证明了现代鸟类是捕食性恐龙的直系后裔，它们本身都可以算是现代恐龙。最新的有羽毛化石化石物种于近些年发现于中国，它使得始祖鸟可以被放入一个更大的进化背景里。然而，羽毛究竟是何时最初出现，以及飞行进化的有多频繁，目前仍备受争论。
