1 m długości, miała szeroki dziób i głęboką żuchwę, podobnie jak u hadrozaurów.
Klasyfikacja deinocheira pozostawała długo niejasna. Pierwotnie umieszczono go wśród teropodów w grupie karnozaurów. Jednak niedługo potem zauważono podobieństwa do ornitomimozaurów. Po znalezieniu bardziej kompletnych szczątków Deinocheirus okazał się prymitywnym ornitomimozaurem, najbliżej spokrewnionym z mniejszymi zwierzętami z rodzajów Garudimimus i Beishanlong, razem z nimi tworząc rodzinę Deinocheiridae. Członkowie tej grupy nie zaadaptowali się do szybkości, co różniło ich od innych ornitomimozaurów. Deinocheira uważa się za wszystkożercę. Kształt jego czaszki wskazuje na żywienie się roślinami, jednak wraz z okazem znaleziono łuski ryb, a w okolicy odpowiadającej żołądkowi znaleziono gastrolity. Wielkie pazury mogły służyć do kopania i zgarniania roślin. Ugryzienia na kościach deinocheira przypisano tyranozaurydowi tarbozaurowi.