Coelurosauria é o clade que contém todos os dinossauros terópodes mais intimamente relacionados às aves do que aos carnossauros.

Este é um grupo variado que inclui tiranossauros, ornithomimosaurs, compsognathids e maniraptores; Maniraptora inclui aves, os únicos descendentes de coelurossauros vivos hoje.

Todos os Paraves descobertos até agora têm sido coelurosaurs. É provável que todos os coelurossauros tenham sido plumados.

Algumas características diagnósticas dos coelurossauros incluem braços alongados e tornozelos em forma de dobradiça bem desenvolvidos (a possível rotação do tornozelo é reduzida, o que é útil durante a locomoção). Estas características podem ser perdidas ou modificadas por coelurossauros posteriores (pássaros, por exemplo).

Um aumento na proporção do cérebro ocupado pelo cérebro parece ter ocorrido na Coelurosauria e "continuou durante toda a evolução dos maniraptoranos e das primeiras aves".