1923年，古生物学家在蒙古发现了一个巨大的化石前臂骨骼以及一些钩爪化石。其前臂骨竟然达到2.5米长，一些钩爪大约75厘米长——就像是用来除杂草的长柄大镰刀一样。于是，发现者将其命名为“龟型镰刀龙”，当时将其归入到巨海龟中。直到1990年，较完整的化石发现后，才知道镰刀龙是一种未知的庞大的恐龙。
镰刀龙有着一副非常奇怪的长相：它小小的脑袋很像植食性动物，可是它长有巨大利爪的前肢又像凶猛的肉食性动物，它的肚子臃肿肥大，行走缓慢，脚则又宽又短，堪称恐龙世界中的“四不像”。
外形奇特的镰刀龙是一种大型的靠两足行走的兽脚类恐龙，它生活在晚白垩世蒙古的戈壁沙漠上（当然，当时的戈壁沙漠并不像今天这样黄沙遍野、一片荒凉，而是植物繁盛、水草丰美的盛地）。镰刀龙尾巴不长而且比较僵直，这是因为在它的尾骨上长着被称为骨棒的支撑物。从镰刀龙骨骼构造上看，它比其它镰刀龙类恐龙要进化，其模式种长9.6米，重6.2吨，前肢很长，指上有锋利的爪子，同时还有粗壮的下肢，宽大的脚趾上也长着爪子，短尾，并且身上很可能覆有原始羽毛。至于镰刀龙的行走方式，一部分古生物学家认为，镰刀龙的前肢与后肢长度相近，估计是像大猩猩或爪兽那样行动。但是更多的古生物学家认为，它不应该是四肢着地的，因为它前肢的结构不适合支持体重，爪也比较碍事。
由于有关镰刀龙的骨骼化石并不齐备，因此，它的很多特征都属于猜测阶段，还有待于我们进一步去开发、挖掘。