Sama seperti kelompoknya, Segnosaurus mempunyai kepala yang relatif kecil dan kaki belakang yang pendek untuk menopang tubuhnya yang berat. Tulang belakang yang melengkung membuatnya tampak bungkuk. Mungkin,ciri yang paling mengejutkan adalah cakar yang sangat besar seperti sabit di tangannya. Pada satu segnosaurida, Beipiaosaurus (ditemukan tahun 1999), terdapat sisa-sisa bulu halus di seputar lengan. Dengan panjang 6 meter, Beipiaosaurus adalah dinosaurus berbulu terbesar yang terkenal. Seperti kebanyakan dinosaurus mirip burung, segnosaurida kemungkinan diselimuti semacam bulu burung.
