The jaws of Nyctosaurus were long and extremely pointed. The jaw tips were thin and needle sharp, and are often broken off in fossil specimens, giving the appearance that one jaw is longer than the other, though in life they were probably equal in length.

 Nyctosaurus is the only pterosaur to have lost its clawed "fingers", with the exception of the wing finger (of which however the fourth phalanx was lost), which is likely to have impaired its movement on the ground, leading scientists to conjecture that it spent almost all of its time on the wing and rarely landed. In particular, the lack of claws with which to grip surfaces would have made climbing or clinging to cliffs and tree trunks impossible for Nyctosaurus.

 A few scientists had initially hypothesized that this crest, which resembles an enormous antler, may have supported a skin "headsail" used for stability in flight. While there is no fossil evidence for such a sail, studies have shown that a membranous attachment to the bony crest would have imparted aerodynamic advantages. However, in the actual description of the fossils, paleontologist Christopher Bennett argued against the possibility of a membrane or soft tissue extension to the crest. Bennett noted that the edges of each prong were smooth and rounded, and showed no evidence for any soft-tissue attachment points. He also compared Nyctosaurus with large-crested tapejarids, which do preserve soft tissue extensions supported by prongs, and showed that in those species, the attachment points were obvious, with jagged edges where the transition from bone to soft tissue occurred. Bennett concluded that the crest was most likely used solely for display, citing similar structures in modern animals. The 2009 study by Xing and colleagues testing the aerodynamics of the giant crest with a "headsail" also tested the aerodynamics of the same crest with no sail, and found that it added no significant negative factors, so a crest with no headsail would not have hindered normal flight. It is more likely that the crest acted mainly for display, and that any aerodynamic effects it may have had were secondary. Bennett also argued that the crest was probably not a sexually dimorphic character, as in most crested pterosaurs, including the related Pteranodon, both sexes are crested and it is only the size and shape of the crest that differs. The apparently non-crested Nyctosaurus specimens therefore probably came from sub-adults.

 The ecosystem preserved in this zone was unique in its abundance of vertebrate life. Nyctosaurus shared the sky with the bird Ichthyornis and with Pteranodon longiceps, though the second Niobrara Pteranodon species, P. sternbergi, had disappeared from the fossil record by this point. In the waters of the Western Interior Seaway below swam mosasaurs (Clidastes, Ectenosaurus and Tylosaurus), the flightless diving bird Parahesperornis, and a wide variety of fish, including swordfish-like Protosphyraena, the predatory Xiphactinus and the shark Cretolamna.

 Причем сам гребень состоит из двух вытянутых отростков: один направлен вверх, а другой – назад, оба являются костными выростами черепа. Оба отростка почти равны по длине друг другу и оба длиннее тела (тот, что вверх – около 42 см. в длину, что назад – около 32 см.). Челюсти узкие и заостренные, оснащены множеством тонких игловидных зубов.

 Nyctosaurus – практически единственный птерозавр, который полностью утратил пальцы на передних лапах (заметим, что у других птерозавров – три «хватательных» пальца с когтями и четвертый – удлиненный, на котором натянута летательная перепонка). Специалисты считают это признаком того, что Nyctosaurus не перемещался по земле и практически всегда находился в полете или селился на прибрежных скалах, где определяющими являются цепкие нижние конечности.

 Ученые установили, что Nyctosaurus как и его родственный вид — Pteranodon sternbergi, очень быстро развивались после рождения: особь вырастала до взрослого размера с размахом крыльев до 2 метров – всего за год. Некоторые взрослые экземпляры сохранили устройства черепа (и его размер) почти как при рождении, то есть гребень начинал расти после первого года жизни. Вероятно, что общий срок жизни Nyctosaurus составлял около 10 лет.

 В отношении функционального назначения гребня Nyctosaurus высказываются разные мнения: некоторые учёные предполагают, что у этого вида птерозавра был кожистый парус, натянутый между выростами гребня и предназначенный для аэродинамической устойчивости (Ксинг Л. и др. 2009). Однако Кристоффер Беннет, который лично принимал участие в раскопках, выступает против наличия кожистой мембраны на гребне, он отмечает: «Края выростов очень гладкие и закругленные, не имеют никаких признаков кожистой ткани. Если сравнить, то у Tapejarids на гребне имеются явные признаки наличия выростов и кожистой ткани: края неровные, имеются явные точки присоединения, виден явный уровень перехода костной ткани в кожистую. Скорее всего, причудливый гребень предназначался для социального общения, привлечения внимания и показывал статус особи, причем аналогичные «конструкции» имеются и у современных животных».

 Кроме того, в 2009 г. были проведены детальные аэродинамические исследования полетной «эффективности» кожистого гребня. Оказалось, что при наличии кожистой перепонки, гребень являлся достаточно большим негативным фактором для аэродинамики полета. Он явно препятствует нормальному полету и маневренности. Поэтому вероятно, что как и у Pteranodon sternbergi, гребень у Nyctosaurus являлся признаком полового диморфизма и был только у мужских особей.

 Тем не менее, имеются и несколько альтернативных теорий: некоторые специалисты все-таки считают, что кожистая перепонка присутствовала и выполняла свою роль при полетном взаимодействии с восходящими потоками ветра. Кроме того, перепонка могла быть эффективно использована и при «приводнении», в данном случае Птерозавр мог перемещаться по водной поверхности, используя мембрану как парус.

 В 2004 г. С. Чаттерджи и Р. Темплин исследовали вопросы определения относительного веса Nyctosaurus, площади его крыла и распределения мускулатуры для оценки средней скорости полета. Исследователи выяснили, что приблизительная скорость полета Nyctosaurus составляет 35 км./ч., то есть почти 10 метров в секунду. Причем ученые указали, что гребень, несмотря на его большие размеры (и если он был без кожистой перепонки) – практически не оказывал влияния на динамику полета, поскольку был очень легким и при вертикальном положении практически не создавал встречного сопротивления.

 С момента открытия Nyctosaurus в XIX веке, число возможных подвидов этого Птерозавра значительно увеличилось (Nyctosaurus lamegoi, Nyctosaurus bonneri и Nyctosaurus Nanus), однако принадлежность многих из них – достаточно спорна и требует дальнейших детальных исследований.

 Nyctosaurids are characterized by their lack of all but the wing finger. In most pterosaurs, the hand has four fingers, with the fourth elongated to support the wing, and the remaining three are usually small, clawed, and used in walking or climbing. The lack of functional fingers in nyctosaurids may suggest that they spent almost all of their time in the air, rarely walking on the ground. Nyctosaurids also possessed a distinctively enlarged crest for muscle attachment on their upper arm bone, or humerus, the deltopectoral crest.

 Nyctosaurids have occasionally been included in the similar family Pteranodontidae, though researchers including Christopher Bennett and Alexander Kellner have both concluded that they belonged to a separate lineage. Analyses by David Unwin did indicate a close relationship between Pteranodon and Nyctosaurus, though he used the name Pteranodontia for the clade containing both genera. Both opinions were published before the discovery of the second definitively known nyctosaurid, Muzquizopteryx, in 2006.

 Most nyctosaurid fossils have been found in formations dating to the late Cretaceous period of the western United States and Mexico. Nyctosaurus dates from 85-84.5 million years ago, in the Niobrara Formation of Kansas. Muzquizopteryx is the oldest nyctosaurid known from definitive remains, dating to the Turonian-Coniacian boundary, 85.8 million years ago, in Coahuila. However, a partial humerus with the distinctive nyctosaurid deltopectoral crest was found in Cornet, Romania, and identified as a possible European, early Cretaceous (late Berriasian age, about 140 Ma ago) nyctosaurid by Gareth Dyke and colleagues in 2010.

 Numerous fossils have been referred to the Nyctosauridae without much support. This includes a single potentially nyctosaurid humerus (upper arm bone) from the Maastrichtian stage of Mexico.