Troodon był prawdopodobnie jednym z najinteligentniejszych dinozaurów. Jego współczynnik encefalizacji (stosunek masy mózgu od masy ciała) wynosi 6,5. Dla porównania EQ człowieka wynosi 7, a welociraptora 5. Troodon jest więc powszechnie uważany za najinteligentniejszego z nie-ptasich dinozaurów. Wprawdzie EQ bambiraptora jest jeszcze wyższe i wynosi 12,5–13,8, jednak jest to EQ osobnika młodego, które w miarę wzrostu zwierzęcia spadało. Badania jego puszki mózgowej wykazały, że szczególnie dobrze były u niego rozwinięte części mózgu odpowiedzialne za wzrok, węch i równowagę oraz ręce. Uszy o zaawansowanej budowie, przystosowane do odbierania dźwięków o niskiej częstotliwości. Jeden z otworów usznych położony wyżej niż drugi. Cecha ta występuje również u sów i umożliwia dokładną lokalizację źródła dźwięku. Troodon najprawdopodobniej był opierzony. Mimo iż brak na to dowodów kopalnych, bliskie pokrewieństwo troodona z ptakami oraz to, że u jego krewniaków – innych deinonychozaurów – stwierdzono obecność piór, każe przypuszczać, że Troodon również był pokryty piórami. Analiza jego zębów wykazuje, że był wszystkożerny. Być może prowadził stadny tryb życia.