小盗龙已发现命名了两个种：赵氏小盗龙（M.zhaoianus）及顾氏小盗龙（M.gui）。赵氏小盗龙种名献给中国恐龙学家赵喜进：化石发现于辽宁朝阳下三家子，赵氏小盗龙个体极小，比始祖鸟（Archaeopteryx）还小：身上披有原始羽毛，而且有的羽毛已具有了羽轴的构造，表明它已具备了真正的羽毛。顾氏小盗龙种名取自我国著名古生物学家顾知微的姓氏：化石发现于辽宁朝阳大平房，顾氏小盗龙正型标本全长仅约77厘米，躯干相对较短，仅为后肢长的44%～50%，尾很长：其以桡骨具突出的二头肌结节、前肢第Ⅰ指很短、单一胸骨平且大、耻骨强烈弯曲、胫骨拱曲等可与赵氏小盗龙相区分。顾氏小盗龙最引人注目的特征是其身体上除了发育着绒羽状羽毛外，在其前、后肢及尾后部还发育着非常长的飞羽或尾羽。其前肢上飞羽的分布形式与现代鸟类的相似，初级飞羽约12枚，次飞羽约18枚：前者明显长于后者，前肢外侧的飞羽羽片呈不对称状而内侧的飞羽羽片对称。最不寻常之处是其后肢股骨、胫骨及骨上亦发育有很长的羽毛，其中骨上的最长且其外侧的亦呈不对称状，与前肢上的飞羽类似。第15～18尾椎以及之后的尾椎上发育较长的尾羽，向后逐渐变长。这种羽毛分布形式表明从兽脚类恐龙向鸟类的演化过渡之中，可能经过了一个四翼阶段，同时也表明这类小型的奔龙类可能已具备了一定的滑翔能力。