Figura. El cráneo de Ornithomimus

El cráneo de Ornithomimus era pequeño, alargado y extremadamente ligero, acorde con un terópodo corredor de cuello largo y cabeza relativamente reducida. Presentaba una órbita muy grande, amplias fenestras craneales y barras óseas delgadas que disminuían la masa sin eliminar la resistencia necesaria para la alimentación. El rostro era estrecho y prolongado, mientras la región anterior de las mandíbulas carecía de dientes. Esta condición permitía el desarrollo de una ranfoteca queratinizada, formando un pico funcionalmente semejante al de algunas aves actuales.

La edentulia completa constituye una de sus características craneales más distintivas. A diferencia de muchos terópodos carnívoros, Ornithomimus no dependía de dientes para perforar o desgarrar tejidos. El pico córneo probablemente permitía cortar, pinzar o seleccionar diferentes tipos de alimento, mientras la mandíbula inferior, larga y relativamente ligera, participaba en movimientos rápidos de apertura y cierre. La ausencia de raíces dentales y alvéolos reducía aún más el peso del cráneo. Las superficies posteriores proporcionaban inserción para una musculatura mandibular moderada, adecuada para procesar alimentos sin generar las fuerzas extremas observadas en grandes depredadores.

Desde una perspectiva evolutiva, este cráneo representa una importante transformación dentro de Maniraptoriformes. La combinación de rostro elongado, pérdida de dientes, ranfoteca y grandes órbitas demuestra que los coelurosaurios experimentaron múltiples estrategias alimentarias antes del origen de las aves. Su anatomía es compatible con una dieta flexible, probablemente omnívora o predominantemente herbívora, basada en vegetación, semillas y pequeños organismos. Así, el cráneo de Ornithomimus ilustra cómo la evolución terópoda no estuvo limitada a reforzar la mordida, sino que también produjo estructuras ligeras, picos especializados y reducción dental asociadas con nuevas funciones ecológicas.