Dinozaury łączy co najmniej 21 cech w ich czaszkach i szkieletach. Te wspólne cechy (zwane "synapomorfami") są powodem, dla którego paleontolodzy są pewni, że dinozaury miały wspólne pochodzenie.
Kiedy jednak pojawiły się konkretne skamieniałości dinozaurów (na początku triasu górnego), grupa ta podzieliła się już na dwa wielkie rzędy, Saurischia i Ornithischia. Sauryschia zachowała odziedziczony po przodkach archozaurów układ bioder, a Ornithischia mają zmodyfikowaną strukturę bioder.
A. Eoraptor, wczesny sauryschian, B Lesotozaur, prymitywny ornityschian,
C A miednica sauryski (Staurikosaurus) D miednica lezotozaurusowa
Klasyfikacja dinozaurów
Poniżej znajduje się uproszczona lista grup dinozaurów na podstawie ich ewolucji, jest ona zorganizowana w oparciu o listę gatunków dinozaurów mezozoicznych podaną przez Holtza (2007). Grupy z sztyletem (†) obok nie mają żadnych żywych członków.
· Saurischia ("jaszczurka"; obejmuje Theropoda i Sauropodomorpha)
· Theropoda (wszystkie dwubiegunowe; większość była mięsożerna)
· †Herrerasauria (wczesne dwubiegunowe drapieżniki)
· †Coelophysoidea (małe, wczesne teropody; obejmuje Coelophisę i jej bliskich krewnych)
· †Dilophosauridae (wczesne grzebieniaste i mięsożerne tropody)
· †Ceratozauria (na ogół bogato rogate, dominujące południowe drapieżniki z kredy)
· Tetanurae (co oznacza "sztywny ogon"; obejmuje większość tropodów)
· †Megalosauroidea (wczesna grupa dużych drapieżników, w tym spinozaurów półpłciowych)
· † Karnozaury (Allozaur i bliscy krewni, jak Karcharodontozaur)
· Coelurosauria (pierzaste teropody, o różnych rozmiarach ciała i niszach)
· †Compsognathidae (pospolite wczesne zelurozaury o mniejszych nogach)
· †Tyrannosauridae (Tyrannosaurus i jego bliscy krewni; miał mniejsze nogi)
· †Ornithomimosauria (czyli "strusia-mimozauria"; przeważnie bezzębna; mięsożerna do ewentualnych roślinożerców)
· †Alvarezsauroidea (małe owadożerne z krótkimi ramionami, z których każde miało po jednym dużym pazurze)
· Maniraptora (czyli "łapacze rąk"; miał długie, smukłe ręce i palce)
· †Therizinozauria (dwubiegunowe zwierzęta roślinożerne z dużymi pazurami i małymi główkami)
· †Oviraptorozauria (w większości bezzębna; ich dieta i styl życia są niepewne)
· †Archaeopterygidae (małe, uskrzydlone ślimaki lub prymitywne ptaki)
· † Deinonychozauria (mała do średniej wielkości, przypominająca ptaka, z charakterystycznym pazurem palca u nogi).
· Avialae (współczesne ptaki i ich wymarli krewni)
· †Scansoriopterygidae (małe prymitywne woliery o długich trzecich palcach)
· †Omnivoropterygidae (duże, wczesne woliery krótkogoniaste)
· †Confuciusornithidae (małe bezzębne lotki)
· †Enantiornithes (prymitywne latające ptaszniki, które żyły na drzewach)
· Euornithes (zaawansowane ptaki latające)
· †Yanornithiformes (zębate kredowe ptaki chińskie)
· † Hesperornithes (wyspecjalizowane ptaki nurkujące w wodzie)
· Aves (nowoczesne, dziobate ptaki i ich wymarli krewni)
· †Sauropodomorpha (roślinożercy o małych łbach, długich szyjach, długich ogonach)
· †Guaibasauridae (małe, prymitywne, wszystkożerne sauropodomorfy)
· †Plateosauridae (prymitywne, dwunożne "prosauropody")
· †Riojasauridae (małe, prymitywne sauropodomorfy)
· †Massospondylidae (małe, prymitywne sauropodomorfy)
· †Sauropoda (bardzo duża i ciężka, zwykle ponad 15 m długości; czworoboczna)
· †Vulcanodontidae (prymitywne sauropody z ramionami i nogami przypominającymi filary)
· †Eusauropoda ("prawdziwe sauropody")
· †Cetiosauridae ("gady wielorybie")
· †Turiasauria (europejska grupa sosów jurajskich i kredowych)
· †Neosauropoda ("nowe sauropody")
· †Diplodokoidea (wydłużone czaszki i ogony; zęby zwykle wąskie i ołówkowe)
· †Makronaria (czaszki bokserskie; zęby w kształcie łyżki lub ołówka)
· †Brachiosauridae (makronarony z długą szyjką, z długimi ramionami)
· †Titanozauria (zróżnicowana; krępa, z szerokimi biodrami; najczęściej występująca w późnej kredzie południowych kontynentów)
· †Ornithischia ("bird-hipped"; różne roślinożerne dwunożne i czworonożne)
· †Heterodontozauridae (małe roślinożerne roślinożerne ornitonogi z widocznymi zębami przypominającymi psy)
· †Thyreophora (dinozaury pancerne; głównie czteroosobowe)
· †Ankylozauria (skauty jako główna zbroja; niektóre miały pałeczkowate ogony)
· †Stegosauria (kolce i płyty jako podstawowy pancerz)
· † Neornithischia ("nowy ornitischia")
· †Ornithopoda (różne rozmiary; dwunogi i czworoboki; rozwinęła metodę żucia przy użyciu elastycznych czaszek i wielu zębów)
· † Marginocefalia (Ma kopulaste narosty na czaszkach wykonane z kości)
· † Pachycefalozauria (dwubiegunowa z kopulastym lub gałkowym wzrostem na czaszkach)
· †Ceratopsia (czworoboki z falbankami; wiele z nich miało też rogi)