過去十幾年來，古生物學家從熱河組地層中發現許多重要的鳥類化石，包括古鳥類（Archaeornithes）、白堊紀的代表反鳥亞綱（Enantiornithes），以及現代鳥類中今鳥亞綱（Neornithes）的成員。其中最令世人震驚的發現，首推帶羽毛的恐龍，例如中國鳥龍（Sinornithosaurus）、尾羽龍（Caudipteryx）和小盜龍（Microraptoria）等。這些帶羽毛的恐龍化石，正是演化上所謂「消失的環節」（missing link），分別顯示出羽毛覆蓋體表過程中的不同階段，提供了鳥類羽毛從爬蟲類皮膚鱗片演化而來的證據，也是鳥類從小型獸腳類恐龍演化而來的直接證據 (Zhou 2006)。

中國鳥龍標本埋藏地點周圍的岩石都帶有羽毛的痕跡。這些由絲狀物構成的羽毛痕跡，由類似羽毛結的絲狀物聚合成一叢，同時每一排羽毛還聚合成一個羽軸，類似正常鳥類的羽毛結構，顯示它們是早期的羽毛（Ji et al. 2001; Swisher et al. 1999）。尾羽龍則具有明顯的正羽^註，類似現代鳥類（Ji et al. 1998; Zhou et al. 2000）。

小盜龍在帶有羽毛的恐龍與早期鳥類中顯得格外獨特。牠們是已知的鳥類祖先中，少數在腳部、前臂與頭部都長有飛羽的物種之一，不但身體被覆一層厚羽毛，尾巴末端有個鑽石狀羽毛扇；有些標本的頭部還有高起的羽毛冠飾，類似某些現代鳥類（Xu et al. 2003）。