解剖比较

　　孔子鸟颅骨的重构。红色的部分是无牙的喙部和颞孔 1980年代起，当始祖鸟被证实时间上和解剖学结构上有异于当时已发现的鸟类化石之时，人们也发现了很多填补进化史空缺的过渡物种——孔子鸟就是其中之一。孔子鸟和始祖鸟相似，它的外形既显示了一些鸟类祖先(兽脚亚目)已有的近同形特征，也显示了一些在鸟类进化过程中新出现的离态特征。孔子鸟的颅骨有一些很特别的地方：孔子鸟的喙和现代鸟类一样没有牙齿，但同时代的鸟属如辽宁鸟(Liaoningornis)和燕鸟(Yanornis)却是有牙的;枕骨部分有如双颞孔型爬行动物的构造：在(Orbita)眼眶后有成对的颞孔(下颞孔和上颞孔)，其它的鸟类包括始祖鸟，都没有这样的颞孔。

　　孔子鸟的飞行器官比始祖鸟的有所改进。一些标本的胸骨有一扁平的突起，这和现代鸟类的龙骨突相似。能飞行的鸟类发展出膨大的龙骨突，为重要的飞行肌肉提供附着点，使得翅膀能够上下拍动。与始祖鸟相比，孔子鸟有延长了的喙突 (Coracoid)，这表明了孔子鸟的肩部肌肉在向现代鸟类进化过程中比始祖鸟更进一步。

　　孔子鸟的胸腔通过带钩突的肋骨和胸骨肋得到加强。叉骨和始祖鸟和各种(非鸟)兽脚类动物一样，不是叉状，而是飞去来器状。

　　在大量的重构图中，孔子鸟的手显得更原始。实际上掌骨 (Metacarpalia) II 和 III在近腕骨处和月骨融合为腕掌骨(Carpometacarpus)。现代的鸟类，其手的融合更进一步，只有第一只手指能活动:即拇指，上有小翼羽，作用是飞行时控制气流。以目前的资料来看，孔子鸟和始祖鸟都没有小翼羽。这个身体构造直到一个例外(小盗龙)，才在高等鸟类中如Eoalulavis(拉丁语：早期小翼羽鸟)出现。

　　孔子鸟的上肢终于一个膨大的胸部突起，上有一椭圆的孔。但目前这个孔的作用热不清楚，但这是孔子鸟的一个自体衍征，就是说这个属与众不同之处，能借此将其与其他鸟属独立开来的特征。2002年，同样是在热河组的地层中被发现的会鸟(Sapeornis)被描述，它有这类似的上肢构造。据此认为，这个特征比以前推测的更广泛存在于早期的鸟类当中。

　　孔子鸟(和会鸟)借以与始祖鸟，胁空鸟龙(Rahonavis)和热河鸟(Jeholornis)相区别的重要特征是骨性尾的缩短和最后几节尾椎融合成为尾综骨。这样的身体构造对飞行定向有很大的好处。