Theropoden, zu denen auch Allosaurier gehören, gelten heute als direkte Vorfahren der Vögel. Mit den Vögeln teilen sie viele anatomische Gemeinsamkeiten. Unter ihnen sind die Dromaeosauriden die nächsten Verwandten der Vögel. Seit der späten Jurazeit entwickelten sich beide Gruppen getrennt voneinander. Ob Allosaurier eine federartige Körperbedeckung besaßen, wie in China gefundene Theropoden aus der Kreidezeit, ist umstritten.