Велоцираптор был относительно маленьким динозавром достигавшим 2 метра (6,8 футов) в длину 0,5 метра в высоту
и весившим около 20 кг.[1] Вытянутый череп длиной до 25 см и был немного выгнут вверх. На верхней и нижней
челюстях насчитывалось по 26-28 зубов, расположенных с промежутками и загнутых назад для захвата и удержания добычи.
Подобно большинству теропод, велоцирапторы обладали четырьмя пальцами на задних конечностях, один из которых был недоразвит
и не участвовал в ходьбе. На втором пальце находился большой сильно изогнутый серповидный коготь,
выраставший до 6,5-7 см в длину (по внешнему краю), что ранее считалось их основным оружием для умерщвления и разрывания жертв.
Экспериментально подтверждено, что эти когти велоцирапторы использовали не как лезвия, а как крюки, прокалывая трахею или шейную артерию жертв.
Передние конечности велоцирапторов состояли из трёх пальцев, первый был самым коротким, а второй - более длинным.
Гибкость хвоста велоцирапторов была снижена костяными выростами позвонков в их верхней части и окостеневшими сухожилиями в нижней.
Костяные выросты тянулись вдоль от 4-10 позвонков, что давало устойчивость на поворотах, особенно при беге на большой скорости.
В сентябре 2007 года исследователи обнаружили отпечатки бугорков на предплечье велоцираптора найденного в Монголии.
Эти неровности, как и на костях крыла птиц показывают где крепились корни перьев, их присутствие у велоцираптора указывает на то,
что он тоже был покрыт перьями. По одной из версий, велоцираптор вполне мог быть теплокровным, так как для охоты
требовалось значительное количество энергии. Современные животные, которые имеют тела покрытые перьями или пухом,
имеют тенденцию быть теплокровными, так как эти покровы выполняют функцию теплоизоляции. Тем не менее, темпы роста
костей у дромеозаврид и некоторых ранних птиц свидетельствуют о более умеренном метаболизме по сравнению с большинством
современных теплокровных млекопитающих и птиц. Например, Киви - высокоактивная, хотя и специализированная, нелетающая
птица со стабильной температурой тела и довольно низким уровнем метаболизма в состоянии покоя, что делает её хорошей
моделью для проявления метаболизма примитивных птиц и дромеозавридов.