Об орнитомимозаврах чаще всего думают, как о вытянутых в длину спортивных авто, которых строят обычно для скорости. Они были группой тероподов, которые жили, по-видимому, на манер современных бескилевых птиц (вроде страусов, эму и нанду), преимущественно всеядные, хотя у одного экземпляра сохранилось содержимое желудка, показывающее, что он был в основном травоядным.

В последние годы открытия древнейших и самых примитивных членов этой группы пролило немало света на корни и первичное распространение этих ящеров. Их теперь считают очень примитивными по иерархическим меркам продвинутых тероподов, они очень удобно находятся между примитивными целурозаврами и более продвинутой группой, т.н. "манирапторы", которые включают терезинозавров, алверецзавров, овираптозавров, троодонтидов, дромеозавров и птиц.

Первые окаменевшие останки орнитомимозавров были найдены в 1889 году в отлежения конца Мелового периода около Денвера, штат Колорадо, Джорджем Канноном. Чарльз Отниель Марш назвал эти поломонные кости ступни Орнитомимусом, т.е. "птице-мим", т.к. они так сильно напоминали ступню птицы. Только в 1917 году Лоуренс Лэмб, охотясь вдоль крутых и скалистых реки Рэд Дир в провинции Альберта нашёл относительно полный скелет, который был назван Генри Фэйрфильдом Осборном как Стрютиомимус, что означает "страусо-мим". Осборн явно заметил, что его динозавр был очень похож на быстробегающих бескилевых птиц современности.

Самая значительная серия находок новых видов орнитомимозавров произошла примерно в 1960-ые годы польско-монгольскими экспедициями за динозаврами, и в 1990-ые году из новонайденных раскопок в Испании и Китае. Длинный, жёсткий, горизонтальный хвост, удлинённые ноги для быстрого бега и легковесный, небольшой череп находящийся на конце длинной, грациозной шеи указывает, что они были созданы для быстрого бега. Окаменевшие следы, которые вроде бы принадлежат орнитомимозаврам предполагают максимальные скорости до 50.4 км/ч, что делает их самыми быстрыми из всей известных науке динозавров, и столь же быстрыми, как современные скаковые жеребцы.

Самый примитивный член этой группы - Пелеканимимус из знаменитых осадков раннее-меловых озёр в Лас Хояс, Испании. Пелеканимимус (т.е. "пеликано-мим") является единственным членом этой группы, который обладал множеством мелких зубов - до 220. Некоторые другие орнитомимозавры сохраняли несколько мелких зубов только в передней половине челюстей, вроде Шензузавра из Шензу в провинции Льяонинг в северо-восточном Китае, и Гарпимимуса и Дундгова в Монголии. Остольные представители орнитомимозавров не имели зубов, а обладали хорошо развитыми клювами. Некоторые экземпляры были найдены с небольшими закруглёнными камнями - т.н. "гастролитами" - в их желудках. Эти камешки, наверное, помогали им переварить пищу. Среди современных животных только травоядные используют такие камешки, чтобы перетереть жёсткую растительность в их кишках, такие как семена, что хорошо согласовывается с находкой растительности на местах желудков по крайней мере одного из видов, Синорнитомимуса.

Согласно одной теории, орнитомимозавры могли кормиться как это делают современные фламинго, которые фильтруют воду своими изогнутыми клювами, но другие палеонтологи оспаривают эти доказательства, утверждая, что наоборот, строение нёба было приспособлено только для того, чтобы удерживать клюв, а не для специализированной фильтрации. Мы знаем, что некоторые из этих ящеров защищали свой молодняк живя общительно, в стае. Коллекция из 14 окаменевших скелетов Синорнитомимуса был найден во внутренне-монгольском независимом районе Китая, где 11 из 14 экземпляров были молодыми ящерами или подростками, т.ч. трое взрослых, которые были с ними, скорее всего охраняли группу молодых.

Самые специализированные из орнитомимозавров разделены на североамериканскую группу, состоящую из Синорнитомимуса, Дромицеомимуса и Орнитомимуса, и азиатскую группу, представленную Галлимимусом и Анцеримимусом. Орнитомимус представляет типичную форму более усовершенствованного черепа орнитомимозавра с большими глазницами (и глазами), тонким, изогнутым рылом с совпадающей нижней челюстью, которая в передней части изгибалась к низу. Большие глазницы орнитомимозавровых черепов очень часто сохраняют глазные косточки, которые окружали глаз при жизни, и указывают на высокоразвитое зрение. Большой размер мозга орнитомимозавров совпадает с современными птицами и очень "башковитыми" динозаврами-троодонтидами. Хотя эта группа характеризуется длинными ногами и длинными, стройными руками, механика передних конечностей Синорнитомимуса предполагает, что они были приспособлены не для копания и царапанья, но для хватания веток и папоротника.