No obstante, Ichthyornis es más conocida por sus dientes, que estaban presentes solo en la mitad posterior de sus mandíbulas superior e inferior.[2] Aunque las alas y esternón eran de apariencia muy moderna (lo que sugiere una gran habilidad voladora y la sitúa junto a las aves modernas en el avanzado grupo Carinatae), las mandíbulas, como ya se dijo, eran dentadas.Mudge era un prolífico recolector de fósiles que despachó sus descubrimientos a científicos prominentes para su estudio."[7] Más tarde en 1872, Marsh describió las mandíbulas como pertenecientes a un reptil marino, al que llamó Colonosaurus mudgei.Debido a las peculiares características del Ichthyornis (vértebras cóncavas en ambos lados y dientes), Marsh escogió clasificar el ave en una subclase propia que llamó Odontornithes (es decir, "aves dentadas" en griego), y en el nuevo orden Ichthyornithes (más tarde Ichthyornithiformes).[2] (Aunque Archaeopteryx fue la primera ave mesozoica descubierta y se sabe que también poseía dientes, el primer espécimen con cráneo no fue descrito hasta 1884).[11] Otros contemporáneos reconocieron también las implicaciones de un ave casi moderna con dientes reptilianos, y temían la controversia que causaría.[2] Muchos acusaron a Marsh de haber alterado los fósiles o crear intencionalmente un trucaje asociando mandíbulas reptilianas con el cuerpo de un ave,acusaciones que continuaron incluso hasta una fecha tardía como 1967.[2] Ichthyornis es cercano a los ancestros de las aves modernas, las Neornithes, pero representa un linaje independiente.Tradicionalmente se ha considerado que estaba cercanamente emparentada con otros taxones cretácicos conocidos de restos muy fragmentarios — Ambiortus, Apatornis, Iaceornis y Guildavis — pero estos parecen ser más cercanos a los ancestros de las aves modernas que Ichthyornis dispar.[2] Marsh había previamente nombrado un ejemplar ahora asignado a I. dispar como Graculavus anceps.Clarke argumentó que debido a las reglas de para nombrar especies zoológicas dadas por el ICZN, que establecen que una especie tipo para un género debe haber sido originalmente sido incluido en ese género, Ichthyornis anceps no es apto para reemplazar a I. dispar como la especie tipo y debe ser considerada como sinónimo más moderno incluso si fue nombrada primero.Sin embargo, Michael Mortimer ha anotado que esto es incorrecto; aunque I. anceps no puede llegar a ser la especie tipo de Ichthyornis, el ICZN no le impide convertirse en el sinónimo más antiguo de la especie tipo I. dispar.[13] La presunta especie "Ichthyornis" lentus realmente pertenece al primitivo género galliforme Austinornis.
La imagen muestra fósiles de Ichthyornis dispar, con huesos bien conservados que incluyen un cráneo parcial, vértebras y partes de las extremidades. Los fósiles destacan por su detalle, permitiendo observar características anatómicas distintivas de esta ave prehistórica.