天宇龙发现于辽宁省西部一亿多年前的地层中，属恐龙两大类之一鸟臀类中的异齿龙类，其最大特点是有一副匕首状的獠牙和细管状的、类似羽毛的皮肤衍生物。异齿龙是一类体型较小、行动敏捷的恐龙。已知异齿龙化石记录很少，主要发现于南非约两亿年前的侏罗纪早期。天宇龙的发现将这类恐龙的分布扩展至亚洲，而且证实了它们至少生存了5000万年到白垩纪早期。
羽毛的起源和早期演化一直是学术界悬而未决的谜团之一。近年来，科学家从古生物学、胚胎发育学、分子生物学等不同角度对这一问题进行了广泛研究。对羽毛的现代生物学研究推测最早的羽毛应当是较长的、管状的、未分叉的丝状结构，但苦于化石记录中没有明确的对应物。天宇龙的细管状皮肤衍生物不但填补了这一空白，而且天宇龙在恐龙系统发育关系中的位置也表明这种结构早在恐龙诞生之日起的两亿多年前就已存在，也预示着这种丝状结构广泛存在于早期的恐龙和它们的许多后裔中。而目前所知羽毛状皮肤衍生物仅保存在兽脚类恐龙中（鸟类是由兽脚类恐龙的一支演变而来）。这样，天宇龙的发现使人们对羽毛起源和早期演化的过程有了进一步的认识，也改变了对恐龙外观的看法，或许最早的恐龙和它们相当一部分后裔都是带“毛”的，恐龙世界将更加绚丽多彩。
综合十余年来对带毛恐龙研究的成果，原始羽毛既非用于飞翔，也不用于保温，而很可能是为了展示自己的一种装饰。天宇龙的发现也再次证明古生物研究的重要性。许多现代生物学的假说和模型可以在化石中找到最直接有力的证据。
这一研究是由山东天宇自然博物馆提供标本，中国地质科学院地质研究所尤海鲁研究员为主完成的，得到了科学技术部、国家自然科学基金委员会、国土资源部和中国科学院等单位的大力支持。天宇龙的标本现存山东省临沂市平邑县山东天宇自然博物馆。科学家将这一标本命名为“孔子天宇龙”，属名代表这一化石的储存地，种名献给伟大的儒家创始人孔子，孔子的故乡曲阜就在天宇龙所在地不远。