El análisis del fósil empezó usando tomografía computarizada (TC) de alta resolución con el cráneo. Empleando las versiones digitales de los huesos mineralizados, el equipo reconstruyó a continuación la forma y función originales del cráneo. El resultado demuestra que el cráneo de Cratonavis es morfológicamente muy similar al de dinosaurios como Tyrannosaurus rex, en lugar de parecerse a las aves.
Concretamente, en el árbol evolutivo de las aves, Cratonavis parece situarse entre Archaeopteryx, semejante a un reptil de cola larga, y Ornithothoraces, que ya había desarrollado muchos rasgos de las aves modernas.
Tal y como explica LI Zhiheng, autor principal del estudio: Cráneo de dinosaurio y cuerpo de ave en un raro fósil del Cretácico: “Las primitivas características craneales hablan del hecho de que la mayoría de las aves cretácicas como Cratonavis no podían mover su pico superior de forma independiente con respecto al encéfalo y la mandíbula inferior, una innovación funcional ampliamente distribuida entre las aves vivas que contribuye a su enorme diversidad ecológica».