Segnosaurus è noto da uno scheletro parziale comprendente una mascella inferiore, parti delle gambe, delle braccia, della colonna vertebrale e cinto pelvico completo. La mascella ha nella parte posteriore denti taglienti da carnivoro, ma nessun dente in quella anteriore. In quest'area si trovava forse un becco corneo, una presenza molto strana per un carnivoro! Le braccia erano corte e le mani avevano ciascuna tre dita con artigli taglienti. Ogni piede aveva quattro dita.
In Segnosaurus l'anca aveva forma insolita, piuttosto simile a quella di un dinosauro ornitisco che non a quella di un dinosauro
saurisco. Il primitivo cinto pelvico a tre punte "da sauro" è diventato un cinto pelvico a due punte "da uccello". Ma studiato in dettaglio risulta ancora evidente che Segnosaurus è un dinosauro ornitisco che ha evoluto le ossa del cinto pelvico indipendentemente dagli Ornitischi. Gli studiosi che gli diedero nome nel 1979 pensavano che forse era un nuotatore che si nutriva di pesci.
