Dinosaurus disatukan oleh setidaknya 21 ciri pada tengkorak dan kerangka mereka. Karakter-karakter umum ini (disebut 'synapomorphies') adalah alasan mengapa para ahli paleontologi yakin dinosaurus memiliki asal usul yang sama.
Namun, ketika fosil dinosaurus yang pasti muncul (awal Trias Atas), kelompok ini telah terpecah menjadi dua ordo besar, Saurischia, dan Ornithischia. Saurischia mempertahankan susunan pinggul leluhur yang diwarisi dari nenek moyang Archosaurus mereka, dan Ornithischia memiliki struktur pinggul yang dimodifikasi.
A. Eoraptor, sebuah saurischian awal, B Lesothosaurus, sebuah ornithischian primitif,
C Panggul saurischian (Staurikosaurus) D Panggul Lesothosaurus
Klasifikasi dinosaurus
Berikut ini adalah daftar kelompok dinosaurus yang disederhanakan berdasarkan Evolusi mereka, disusun berdasarkan daftar spesies dinosaurus Mesozoikum yang diberikan oleh Holtz (2007). Kelompok dengan tanda belati (†) di sebelahnya tidak memiliki anggota yang masih hidup.
· Saurischia ("kadal-kadal"; termasuk Theropoda dan Sauropodomorpha)
· Theropoda (semua bipedal; sebagian besar karnivora)
· † Herrerasauria (karnivora bipedal awal)
· †Coelophysoidea (kecil, theropoda awal; termasuk Coelophysis dan kerabat dekatnya)
· † Dilophosauridae (theropoda jambul awal dan karnivora)
· † Keratosauria (umumnya bertanduk rumit, karnivora selatan yang dominan dari Cretaceous)
· Tetanurae (berarti "ekor kaku"; termasuk sebagian besar theropoda)
· † Megalosauroidea (kelompok awal karnivora besar termasuk spinosaurid semiaquatic)
· † Carnosauria (Allosaurus dan kerabat dekat, seperti Carcharodontosaurus)
· Coelurosauria (theropoda berbulu, dengan berbagai ukuran tubuh dan relung)
· † Compsognathidae (coelurosaurus awal yang umum dengan kaki yang lebih kecil)
· † Tyrannosauridae (Tyrannosaurus dan kerabat dekatnya; memiliki kaki yang lebih kecil)
· †Ornithomimosauria (artinya "burung unta-mimik"; kebanyakan tidak bergigi; karnivora hingga kemungkinan herbivora)
· †Alvarezsauroidea (insektivora kecil dengan lengan pendek yang masing-masing memiliki satu cakar besar)
· Maniraptora (berarti "perebut tangan"; memiliki lengan dan jari yang panjang dan ramping)
· † Therizinosauria (herbivora bipedal dengan cakar tangan besar dan kepala kecil)
· †Oviraptorosauria (kebanyakan ompong; pola makan dan gaya hidup mereka tidak pasti)
· † Archaeopterygidae (theropoda kecil bersayap atau burung primitif)
· †Deinonychosauria (kecil sampai sedang, seperti burung, dengan cakar kaki yang khas.)
· Avialae (burung-burung modern dan kerabatnya yang telah punah)
· †Scansoriopterygidae (avialans primitif kecil dengan jari ketiga yang panjang)
· † Omnivoropterygidae (avialans besar berekor pendek awal)
· † Confuciusornithidae (avialans kecil tak bergigi)
· †Enantiornithes (avialans terbang primitif yang hidup di pohon)
· Euornithes (burung terbang tingkat lanjut)
· † Yanornithiformes (burung-burung Cina Cretaceous bergigi)
· †Hesperornithes (burung penyelam air khusus)
· Aves (burung modern berparuh dan kerabatnya yang sudah punah)
· †Sauropodomorpha (herbivora dengan kepala kecil, leher panjang, ekor panjang)
· † Guaibasauridae (sauropodomorphs kecil, primitif, omnivora)
· †Plateosauridae (primitif, bipedal "prosauropoda")
· † Riojasauridae (sauropodomorphs kecil dan primitif)
· † Massospondylidae (sauropodomorphs kecil dan primitif)
· †Sauropoda (sangat besar dan berat, biasanya lebih dari 15 m (49 kaki) panjangnya; berkaki empat)
· † Vulcanodontidae (sauropoda primitif dengan lengan dan kaki seperti pilar)
· †Eusauropoda ("sauropoda sejati")
· † Cetiosauridae ("reptil paus")
· † Turiasauria (kelompok sauropoda Jurassic dan Cretaceous Eropa)
· † Neosauropoda ("sauropoda baru")
· † Diplodocoidea (tengkorak dan ekor memanjang; gigi biasanya sempit dan seperti pensil)
· † Macronaria (tengkorak kotak; gigi berbentuk sendok atau pensil)
· † Brachiosauridae (makronarian berleher panjang, berlengan panjang)
· †Titanosauria (beragam; kekar, dengan pinggul lebar; paling umum di akhir Kapur di benua selatan)
· †Ornithischia ("berpeci burung"; beragam herbivora berkaki dua dan berkaki empat)
· † Heterodontosauridae (herbivora/omnivora ornithopoda basal kecil dengan gigi seperti taring yang menonjol)
· † Thyreophora (dinosaurus lapis baja; kebanyakan berkaki empat)
· †Ankylosauria (sisik sebagai baju besi utama; beberapa memiliki ekor seperti pentungan)
· † Segosauria (paku dan lempengan sebagai baju besi utama)
· † Neornithischia ("ornithischians baru")
· †Ornithopoda (berbagai ukuran; berkaki dua dan berkaki empat; berevolusi metode mengunyah dengan menggunakan tengkorak fleksibel dan banyak gigi)
· †Marginocephalia (Memiliki pertumbuhan seperti kubah pada tengkorak mereka yang terbuat dari tulang)
· †Pachycephalosauria (bipedal dengan pertumbuhan kubah atau knobby pada tengkorak)
· † Keratopsia (hewan berkaki empat dengan embel-embel; banyak juga yang memiliki tanduk)