虚骨龙科（Coeluridae）是群小型、肉食性恐龙，生存于晚侏罗纪。该分类在过去是个复系群分类。许多年来，任何没有分类的小型侏㑩纪与白垩纪
兽脚亚目恐龙，都被分类于虚骨龙科，使得虚骨龙科有许多彼此没有关系的属。过去曾被错误分类于虚骨龙科的恐龙包括：
伤齿龙科的细爪龙、
偷蛋龙科的近亲
小猎龙。原始的
虚骨龙类恐龙，例如：嗜鸟龙、原角鼻龙、以及棒爪龙，过去曾被分类于虚骨龙科，但没有证据显示它们与虚骨龙、以及其他虚骨龙类的科，共同形成一个演化支。
在2003年，O.W.M. Rauhut将虚骨龙科重新定义为：包含
虚骨龙（晚侏罗纪北美洲）、
美颌龙（晚侏罗纪欧洲）、
中华龙鸟（早白垩纪亚洲）、以及类似美颌龙的
小坐骨龙（早白俄纪南美洲）。Rauhut认为虚骨龙科是个单系群，是个基础
虚骨龙类生物群；特征是脊椎的某些方面有逆转演化现象，类似原始的
兽脚亚目。还不清楚其他可定义虚骨龙科的特征，因为虚骨龙仍没有完整的了解。