Протоавис может рассматриваться как один из возможных предков птиц, так как в его строении есть черты, характерные для современных птиц. 24

Некоторые особенности протоависа, которые связывают его с птицами: подвижная шея, большой мозг, хорошо развитый мозжечок, большие глазницы, бинокулярное зрение. 3

Однако среди палеонтологов нет единого мнения о роли протоависа в эволюции птиц. 2 Большинство учёных отвергает связь протоависа с птицами и подвергает сомнению достоверность таксона. 2

Существует гипотеза, согласно которой веерохвостые птицы произошли от группы юрских архозавров, близким родственником которых является протоавис. 2

При этом преобладает гипотеза о происхождении птиц от динозавров, и вопрос о предках птиц до сих пор вызывает споры. 15