Ornithomimus war etwa 3,5 Meter (11,5 Fuß) lang, und obwohl es ein Theropoden-Dinosaurier war, war es wahrscheinlich Allesfresser. Sein Name bedeutet „Vogel-Mimik“, und wie die meisten anderen Mitglieder seiner Untergruppe (Ornithomimidae) war es zahnlos und hatte schnabelartige Kiefer. Der kleine dünnknochige Schädel hatte eine große Gehirnhöhle. Seine drei Finger waren unter Dinosauriern insofern ungewöhnlich, als sie alle ungefähr gleich lang waren. Ornithomimus ‚Beine waren sehr lang, besonders seine Fußknochen (Mittelfußknochen). Die Beine und Füße, zusammen mit seinem zahnlosen Schnabel und langen Hals, bieten eine oberflächliche Ähnlichkeit mit dem lebenden Strauß (Struthio camelus). Das Gefiedermuster des Dinosauriers ähnelte auch dem des Straußes, was darauf hindeutet, dass seine Federn seine Temperatur regulierten. Ein verwandter Ornithomimid ist so straußenartig, dass sein Name „straußenmimisch“ bedeutet (siehe Struthiomimus). Zu den Ornithomimidae gehören auch kleine Formen wie Pelecanimimus, größere wie Garudimimus und Harpymimus und der Riese Deinocheirus, der nur aus 2,5 Metern Höhe bekannt ist (8.2-fuß) Schultergürtel und Vorderbein aus der späten Kreidezeit der Mongolei.