Badania nad Deinonychus przeprowadzone przez paleontologa Johna Ostroma pod koniec lat 60. rozpoczęły debatę na temat tego, czy dinozaury były zmiennocieplne. Obecnie przyjmuje się, że wszystkie lub większość mniejszych teropodów miała pióra, których funkcją była regulacja temperatury. Ostrom zwrócił uwagę na niewielkie rozmiary ciała, smukłą, horyzontalną postawę i powiększone pazury na stopach, co sugerowało, że zwierzę było aktywnym, zwinnym drapieżnikiem. Wcześniej popularne wyobrażenie o dinozaurach było takie, jak o truchtających, reptiliańskich olbrzymach.
Deinonychus oznacza "straszny pazur". Odnosi się to do dużej, sierpowatej kości szponowej na drugim palcu każdej tylnej stopy. W życiu, rogowa osłona nad tą kością wydłużała jej długość. Ostrom zrekonstruował pazur jako długi na ponad 120 milimetrów (4,7 cala).
Nazwa gatunkowa antirrhopus oznacza "przeciwwagę". Odnosi się to do koncepcji Ostroma, według którego ogon równoważył przód ciała. Podobnie jak u innych dromaeozaurów, kręgi ogonowe mają skostniałe (kostne) ścięgna i superdługie wyrostki kostne. Cechy te zdawały się czynić z ogona sztywną przeciwwagę. Skamielina blisko spokrewnionego Velociraptora ma połączony szkielet ogona, który jest zakrzywiony z boku na bok w kształcie długiej litery S. Sugeruje to, że w życiu ogon był zakrzywiony do góry nogami. Sugeruje to, że w życiu ogon mógł kiwać się na boki z pewną elastycznością.