Череп Austroraptor cabazai был сильно удлинён (гораздо более длинным, чем у остальных дромеозаврид) и составлял примерно 80 см в длину.
Некоторые останки его черепа имели сходство с таковыми у гораздо более мелких троодонтид (Troodontidae). Передние лапы троодонтид были более короткими, чем у дромеозаврид. Длина пелечечой кости представителей этого семейства составляла менее чем половину от длины их бедренной кости. Зубы австрораптора были конической формы, без зазубрин, и имели некое сходство с зубами спинозаврид (Spinosauridae). Кладистический анализ типового образца позволил учёным отнести австрораптора к подсемейству Unenlagiinae. Некоторые особенности строения скелета австрораптора, позволившими сделать такой вывод включают в себя геометрию о образование некоторых элементов позвонков. Было определено, что австрораптор является близким родственником буитрераптора (Buitreraptor), гораздо более мелкого дромеозаврида из того же подсемейства.
