Типовий вид, Neimongosaurus yangi, був описаний Чжаном Сю, Серено, Квенгом і Таном в 2001 р. Він мав будову, подібну з овірапторозаврами — у нього була довга шия і короткий хвіст. Відомий по двох добре збережених скелетах.
Неймонгозавр є відносно невеликим теризинозавром, досягаючи 2-3 м в довжину. Грегорі С. Пол в 2010 році оцінив його розмір на 3 м і масу в 150 кг. Майкл Мортімер тоді ж оцінив розмір в 233 дюйми і дев'яносто фунтів.
Спочатку Neimongosaurus було поміщено в надродину Therizinosauroidea. Пізніше, кладистичний аналіз часто ставив його на більш просунуті позиції, у складі родини Therizinosauridae, але аналіз Ліндсі Занно в 2010 р. підтвердив його первісне місце в кладистиці.
Неймонгозавр на кладограмі Теризинозавридів[ред. | ред. код]