A dinoszauruszok sorába minden idők legnagyobb hüllői tartoznak. A medence csonttani felépítése alapján két típust különböztethetünk meg, a hüllő- és a madármedencéjűeket. Mindkét típuson belül ismeretesek két- és négy lábon járó formák. A két lábon járó fajok mellső végtagjai gyakran elcsökevényesedtek. A lábnyomukból ítélve futottak és nem ugráltak (mint pl. a mai kenguru). Az első és az ötödik ujj általában csökevényes, ami lábuknak madarakéhoz hasonló külsőt kölcsönzött. A lábnyomok csaknem egyvonalban követték egymást, mintha az állat zsinór mentén ment volna végig. A legnagyobb lábnyom 130 cm hosszú volt. Ezek a hüllők ötmétereseket léptek. Voltak azonban közöttük kutya, vagy csirke nagyságúak is. Végtagjaik a testüktől nem oldalt álltak el, hanem a törzset a mai emlősökhöz hasonlóan alulról támasztották meg. Így sokkal nagyobbakat léphettek, mint a gyík vagy a krokodil. A combcsont függőleges helyzete tette lehetővé azt is, hogy a dinoszauruszok egy része két lábon járjon. Ilyenkor a mellső végtag a test egyensúlyozásának megfelelően megrövidült. Voltak olyan dinoszauruszok, amelyek ismét visszatértek a négy lábon járásra. A két lábon járás támadáskor vagy meneküléskor lehetővé tette a gyors futást, a felemelt fej pedig a jobb tájékozódást. Agytérfogatuk igen kicsi, még a legnagyobb testű állatnak is mindössze dió nagyságnyi agya volt, és a medenceövben több helye volt a gerincvelőnek, mint a koponyában az agynak.

A dinoszauruszok több irányban specializálódtak, rendkívül nagy az alakgazdagságuk. A triászban relatíve még kisebb testméretűek A jurában és a krétában az egyik ágon óriási testméretű, hosszú nyakú formák fejlődnek ki. Ekkor különülnek el a hüllőszerű és madárszerű medencefelépítésű részek. A madárszerű medencéjűek mind növényevésre specializálták magukat.

A hüllőmedencéjű dinoszauruszok előbb jelentek meg, mint a madárszerűek. A dinoszauruszok a jura és a kréta időszaki virágkoruk idején meleg, kiegyenlített éghajlati feltételek között éltek. A növényevő dinoszauruszok a nyitvatermők leveleit fogyasztották. A ragadozók, a fejük felépítéséből ítélve, csak apró állatokat ehettek, pl. rovarokat, szalamandrákat, gyíkokat, emlősöket és esetleg más dinoszauruszok tojásait.

A dinoszauruszok igazi "kozmopoliták". A Pangea minden részébe eljutottak. Húsz családjuk majdnem minden kontinensről előkerült.

A dinoszauruszoknak, a repülő hüllőknek és a krokodiloknak közös őse volt. Az első két lábon járó hüllők a felső-triászban jelentek meg. Ezek legtöbbjének még kis feje, hosszú nyaka és farka volt. Az ősi hüllőmedencéjű dinoszauruszok a kis fejük, hosszú hajlékony nyakuk és fejlett hátsó végtagjuk miatt a struccra hasonlítottak. Ugyanolyan csőrük volt, mint a madaraknak és belül üres, könnyű csontjaik is a madarakéra emlékeztetnek. Ezektől a struccszerű állatoktól származtak a legfejlettebb ragadozó hüllők, a zsarnokgyíkok (Tyrannosaurus).

Az állkapcsukban hatalmas, mindkét oldalon fűrészes peremű fogak voltak, amelyek még be is görbültek. Egy-egy fog hosszúsága elérte a 20 cm-t. Az állkapocs felépítése lehetővé tette, hogy az állat nagy húsdarabokat egészben is lenyelhessen. Növényevő dinoszauruszokkal táplálkozott. A zsarnoksárkánygyík 10 méter hosszú, 5 m magas ragadozó volt, másfél méternyi fej, rövid nyak és csökevényes mellső végtag jellemezte.

A legnagyobb méretű dinoszauruszok elérték az 50 m hosszúságot. Egyenes combcsontjuk több, mint két méter hosszú volt, mellső végtagjaik hosszúsága is elérte a négy métert, csigolyáik mérete pedig az egy métert. Súlyukat 78 tonnára becsülik, de egyesek a 100 tonnát is elérték, azaz a mai kékbálna súlyát. Ezek a nagytestű élőlények az újabb felfogás szerint szárazföldön éltek és legelve szerezték meg táplálékukat. Óránként 50 km-es sebességgel tudtak futni. Menekülésen kívül hosszú farkukat védekezésre is tudták használni.

A madárszerű medencéjű dinoszauruszok közül többnek a foga teljesen visszafejlődött és csőszerű szarukávával tépték le a növényeket. Mások állkapcsában több, mint 2000 pikkelyszerű fog ült.

A madárszerű medencéjűek közül az egyik legjobban ismert nemzetség az Iguanodon. Ezek növényevők voltak és valószínűleg ugyanolyan hosszú nyelvük volt, mint a zsiráfnak, amellyel a növények friss hajtását tépték le. Elszarusodott árszerű hüvelykujjuk függőlegesen állt és feltehetően védőfegyverként használták.

Különös alakja volt a Stegosaurusnak. A feje feltűnően kicsi, a hátán pedig két sorban álló, hatalmas háromszögletű lemezsor helyezkedett el, amely a hőszabályozást szolgálta. A légáramlásban ui. a ventillátor lemezeihez hasonló szerepet töltött be. A lemezek a test középvonalától két oldalt váltakozva álltak. Erős tüskés farkát az ellenséggel szembeni védekezésnél használta fel. A Stegosaurus viszonylag kicsi, mindössze 6-8 méteres hüllő volt.

A kisebb termetű dinoszauruszok közé tartozott a kréta időszaki Triceratops. Hüllő volt, mégis meglepően hasonlított a mai orrszarvúra. Hatalmas, felülnézetben háromszögletű fejének hosszúsága elérte az állat teljes testének 1/3-át. A fején elöl erős szarvak voltak, hátul pedig széles csontgallér helyezkedett el. A szarvakat a mai tülökszarvúakéhoz hasonlóan szaruréteg borította és szarva a nőstényért folytatott harcban és a terület védelmében játszott szerepet. Állkapcsa elöl papagájcsőrszerűen kihegyesedett. Az állkapocsban hátul nagyon éles fogak voltak. Az ollószerűen működő rágóberendezését 120 centiméter hosszú izmok mozgatták. Az állat lassan és nehézkesen járt, amikor azonban megtámadták, hirtelen tudott megfordulni. Kicsi agyüregéből ítélve az állat mozgása leginkább ösztönszerű lehetett.

A Triceratopsfélék ősei Mongóliában éltek és fészkeik 30-35 tojással fosszilizálódtak, tehát szaporák voltak. A tojások űrtartalma viszonylag kicsi, 3,3 liter volt. A Triceratopsokat kréta végi kihalásuk virágkorukban érte. A dinoszauruszok csontfejlődése alapján megállapítható, hogy valószínűleg eljutottak a belső hőszabályozás bizonyos fokára.

A triásztól a krétáig élt a halgyík (Ichthyosaurus). A tengeri életmódhoz éppoly tökéletesen alkalmazkodott hüllő volt, mint később az emlősökből kialakult delfin. Végtagjai tökéletesen úszókká alakultak, teste a "torpedó" formát vette fel. Halakkal táplálkozó ragadozó életmódot folytatott. A holzmadeni liász bitumenes mészpalákból szép lenyomatai kerültek elő. E lenyomatok a bőr kontúrjait és a gyomortartalmat is megőrizték.

A hüllők körében a repülés első kísérletei a triászig vezethetők vissza. A triász időszaki, mindössze 15 centiméteres kicsiny gyík a fejétől a farkáig a hátán tollszerű pikkelysort viselt. A pikkelyek repüléskor tetőcserépszerűen egymásra borultak, de leszálláskor szétnyitva, ejtőernyőszerűen fékezhették az állat sebességét. Valószínűleg ugyanúgy fáról fára siklottak, mint a mai repülő sárkánygyík, a Draco.

A jura időszaki repülő hüllőknél a felületnövelést bőrhártya oldotta meg, amelyet a mellső végtag negyedik ujja feszített ki, és amely a törzs oldalán végighaladva a hátsó végtaghoz kapcsolódott.

A repülő hüllőknek kis teste és nagyon könnyű csontváza volt. Testüket a denevérekhez hasonlóan szőrtakaró borította. A szőr és a sok energiát igénylő repülés arra utal, hogy a repülő hüllők "melegvérűek" lehettek. A testhez viszonyítva a repülő hüllőknek fejlett agya volt.

A repülő hüllőkhöz tartozó Pterodactylus tökéletes maradványai a szárnyvitorla lenyomatával együtt a malm kori solnhofeni litográf palákból kerültek elő. Ugyancsak Solnhofenből ismert a hosszú farkú Rhamphorhynchus lenyomata is. A Pteranodon a kréta tenger felett albatrosz módjára lebegő repülőgyík volt. Szárnytávolsága elérte a 15,5 m-t és így a földtörténet legnagyobb repülő állatának tekinthető. A halakra vadászott.