Petrolacosaurus był małym, 40-centymetrowym (16 cali) zwierzęciem, najwcześniejszym znanym diapsydem. Żyło ono w późniejszym okresie karbonu. Warstwy, w których został znaleziony w Kansas, należą do wieku pensylwańskiego, czyli mają około 302 milionów lat.
Jego dietę stanowiły prawdopodobnie małe owady. Petrolacosaurus miał charakterystyczne, przypominające kły zęby drugiej wielkości, cechę spotykaną głównie u terapsydów, a później u ssaków. Jego skamieniałości znaleziono w stanie Kansas w USA.
Petrolacosaurus był zbyt pochodny, by być przodkiem wszystkich współczesnych form. W rzeczywistości był już diapsydem, z dwoma otworami po obu stronach czaszki, które dodawały punkty zaczepienia dla mięśni szczęk. Nie mógł więc być przodkiem żadnego synapsyda, który ma tylko jeden taki otwór. Synapsydy oddzieliły się od wspólnego drzewa płazów wcześniej niż diapsydy.
Telewizja BBC w Spacerze z dinozaurami popełniła błąd, mówiąc o nim jako o przodku zarówno gadów, jak i ssaków.