ซิโนซอรอปเทอริกซ์เป็นหนึ่งใน เทอโรพอดขนาดเล็กที่สุด มีขนาดความยาวโดยประมาณ 68 ซม. แต่ก็มีการพบขนาดใหญ่ที่สุดวัดได้ 98 ซม. หางมีความยาวมากเมื่อเทียบกับขนาดลำตัว ไซโนซอโรเทอริกซ์แตกต่างจากไดโนเสาร์ขนาดเล็กอื่นๆ กะโหลกศีรษะบนมีขนาดใหญ่กว่ากรามพอสมควร กระดูกแขนมีขนาดสั้นมาก โดยรวม ซิโนซอรอปเทอริกซ์มีกระดูกแขนสั้นกว่า คอมซอกนาทัส ญาติสนิทของมัน นอกจากนี้ ซิโนซอรอปเทอริกซ์ยังมีชิ้นกระดูกสันหลังถึง 64 ชิ้น และมีความยาวหางมากที่สุดเมื่อเทียบสัดส่วนความยาวของลำตัวกับไดโนเสาร์เทอโรพอดอื่นๆ นอกจากนี้มันยังมีมือขนาดใหญ่มาก สำหรับอาวุธขนาดเล็กที่มีกรงเล็บยาวกว่ากระดูกแขนท่อนล่างทั้งหมด