Die Studie des Paläontologen John Ostrom über Deinonychus in den späten 1960er Jahren leitete die Debatte darüber ein, ob Dinosaurier warmblütig sind. Es ist heute allgemein anerkannt, dass alle oder die meisten kleineren Theropoden Federn hatten, deren Funktion die Temperaturregulierung war. Ostrom bemerkte den kleinen Körper, die schlanke, horizontale Körperhaltung und die vergrößerten Krallen an den Füßen, was darauf hindeutete, dass das Tier ein aktives, bewegliches Raubtier war. Zuvor war die populäre Vorstellung von Dinosauriern eine Vorstellung von stampfenden, reptilienartigen Riesen gewesen.
Deinonychus bedeutet 'Schreckliche Klaue'. Dies bezieht sich auf das große, sichelförmige Klauenbein an der zweiten Zehe jedes Hinterfußes. Im Leben verlängerte eine hornartige Scheide über diesem Knochen die Länge. Ostrom rekonstruierte die Kralle mit einer Länge von über 120 Millimetern (4,7 Zoll).
Der Artname antirrhopus bedeutet "Gegengewicht". Dies bezieht sich auf Ostrom's Idee, dass der Schwanz die Vorderseite des Körpers ausbalanciert. Wie bei anderen Dromaeosauriern haben die Schwanzwirbel verknöcherte (knöcherne) Sehnen und überlange Knochenfortsätze. Diese Merkmale schienen den Schwanz zu einem steifen Gegengewicht zu machen. Ein Fossil des eng verwandten Velociraptors hat ein zusammenhängendes Schwanzskelett, das seitlich in einer langen S-Form gekrümmt ist. Dies lässt vermuten, dass der Schwanz im Leben mit einer gewissen Flexibilität zur Seite schwingen konnte.