Anchiornis ist ein kleiner, früher Troodontid-Dinosaurier mit einem dreieckigen Schädel wie andere Troodontiden. Außerdem hatte Anchiornis lange Beine, was normalerweise ein Hinweis auf einen starken Läufer ist. Die ausgedehnten Beinfedern deuten jedoch darauf hin, dass lange Beine ein rudimentäres Merkmal sein können, da Lauftiere dazu neigen, an ihren Beinen weniger und nicht mehr Haare oder Federn zu haben. Die Vorderbeine von Anchiornis waren ebenfalls sehr lang, was bei Troodontiden (die dazu neigen, kurzarmig zu sein) ungewöhnlich ist, aber ähnlich wie bei Dromaeosauriden und frühen Vögeln, was ihre basale ("primitive") Position unter den Dinobirds hervorhebt.
Federn
Während das erste Exemplar von Anchiornis, das in den 2000er Jahren gefunden wurde, nur schwache Spuren von Federn um den konservierten Teil des Körpers herum bewahrt hatte, zeigte das gut erhaltene zweite Exemplar eine fast vollständige Erhaltung der Federn, die es den Forschern ermöglichte, die Struktur der Federn und ihre Verteilung zu identifizieren.
Wie andere frühe Vögel, wie der Microraptor, hatte der Anchiornis große Flügel, die aus an Arm und Hand befestigten Flugfedern (wie bei modernen Vögeln) sowie aus Flugfedern an den Hinterbeinen bestanden, die eine Anordnung von Vorder- und Hinterflügeln bildeten. Der Vorderflügel von Anchiornis bestand aus 11 Primärfedern und 10 Sekundärfedern. Im Gegensatz zu Microraptor waren die Primärfedern bei Anchiornis etwa so lang wie die Sekundärfedern und bildeten einen stärker gerundeten Flügel mit gekrümmten, aber symmetrischen zentralen Flügeln, eine kleine und dünne relative Größe und abgerundete Spitzen, was alles auf eine schlechtere aerodynamische Fähigkeit im Vergleich zu seinem späteren Verwandten hinweist. Bei Microraptor und Archaeopteryx befanden sich die längsten Vorderflügelfedern am nächsten an der Flügelspitze, was die Flügel lang, schmal und spitz erscheinen ließ. Bei Anchiornis hingegen waren die längsten Flügelfedern in der Nähe des Handgelenks verankert, so dass der Flügel in der Mitte am breitesten war und sich in der Nähe der Flügelspitze verjüngte, um ein runderes, weniger flugangepasstes Profil zu erhalten.
Die Hinterflügel von Anchiornis waren ebenfalls kürzer als die von Microraptor und bestanden aus 12-13 Flugfedern, die am Schienbein (Unterschenkel) und 10-11 am Mittelfuß (Oberfuß) verankert waren. Ebenfalls im Gegensatz zu Microraptor waren die Hinterflügelfedern am längsten näher am Körper, wobei die Fußfedern kurz und nach unten gerichtet waren, fast senkrecht zu den Fußknochen. Im Gegensatz zu allen anderen bekannten mesozoischen Dinosauriern waren die Füße von Anchiornis (mit Ausnahme der Krallen) vollständig mit Federn bedeckt (viel kürzer als die Federn, aus denen der Hinterflügel bestand).
Zwei Arten von einfacheren, flaumigen Federn bedeckten den Rest des Körpers, wie beim Sinornithosaurus. Lange Flaumfedern bedeckten fast den gesamten Kopf und Hals, den Rumpf, die Oberschenkel und die erste Hälfte des Schwanzes. Der Rest des Schwanzes trug Federn (Rectrices) aus feuerfesten Schwanzfedern.
Farbe
Im Jahr 2010 untersuchte ein Team zahlreiche Punkte unter den Federn eines extrem gut erhaltenen Anchiornis-Exemplars, um die Verteilung von Melanosomen, den Pigmentzellen, die den Federn ihre Farbe geben, zu untersuchen. Durch die Untersuchung der Melanosomen und den Vergleich mit den Melanosomen moderner Vögel konnten die Wissenschaftler die Farben und Muster auf Anchiornis abbilden, als es noch lebte. Obwohl diese Technik schon früher angewandt wurde, war Anchiornis der erste mesozoische Dinosaurier, für den fast die gesamte Lebensfärbung bekannt war.
Die meisten Körperfedern von Anchiornis waren grau und schwarz. Die Krone der Kopffedern war hauptsächlich rötlich mit einer grauen Basis und Vorderseite, und das Gesicht wies unter den überwiegend schwarzen Kopffedern rötliche Sprenkel auf. Die Vorder- und Hinterflügelfedern waren weiß mit schwarzen Spitzen. Die Deckfedern (kürzere Federn, die die Basen der langen Flügelfedern bedeckten) waren grau, als Kontrast zu den überwiegend weißen Hauptflügeln. Die größeren Flügeldecken waren ebenfalls weiß mit grauen oder schwarzen Spitzen und bildeten Reihen von dunkleren Punkten entlang der Flügelmitte. Diese hatten die Form von dunklen Streifen oder sogar Punktreihen auf dem äußeren Flügel (primäre Federbedeckungen), aber eine ungleichmäßigere Anordnung von Flecken auf dem inneren Flügel (sekundäre Bedeckungen). Die Unterschenkel der Beine waren grau mit Ausnahme der langen Hinterflügelfedern, und die Füße und Zehen waren schwarz.
Wie viele moderne Vögel wies auch der Anchiornis ein komplexes Farbmuster mit verschiedenen Farben in gesprenkelten Mustern über Körper und Flügel auf, oder "Gefiederfärbung innerhalb und unter den Federn". Bei modernen Vögeln werden solche Farbmuster in der Kommunikation und zur Zurschaustellung verwendet, entweder gegenüber Angehörigen derselben Art (z.B. zur Paarung oder zur Darstellung territorialer Bedrohungen) oder um konkurrierende oder räuberische Arten zu bedrohen und vor ihnen zu warnen.
