Dimétrodon était un pelycosaure (Synapsida précoce) de la première partie de la période permienne (il y a environ 295-272 millions d'années).
Dimétrodon marchait sur quatre pattes et avait un grand crâne incurvé avec de grandes dents de différentes tailles placées le long des mâchoires. La plupart des fossiles ont été trouvés dans le sud-ouest des États-Unis, dans des lits rouges du Texas et de l'Oklahoma. La plus grande espèce connue de Dimetrodon est D. angelensis, avec 4,6 mètres, et la plus petite est D. teutonis, avec 60 centimètres.
Le Dimétrodon était un carnivore, probablement le principal prédateur dans son environnement. Sa principale caractéristique est la grande voile sur son dos formée par des épines allongées s'étendant vers le haut à partir des vertèbres. Les épines seraient reliées par la peau. L'opinion générale des paléontologues est qu'il s'agissait d'un dispositif de régulation de la température. L'idée est que l'animal pouvait se réchauffer au petit matin en se plaçant de côté au soleil, et plus tard se rafraîchir à l'ombre, ou s'arranger pour que son corps reçoive moins de soleil. À ce stade de l'évolution, aucun animal terrestre n'était homoïde. Il est très probable que la voile était également utilisée pour la signalisation sexuelle ou territoriale. Dans ce cas, la peau serait colorée. C'est bien sûr une supposition, mais cela donne un sens à la caractéristique la plus extraordinaire de l'animal.
En termes d'évolution, Dimétrodon était un synapside, une lignée d'animaux terrestres qui a finalement donné naissance aux mammifères. Il ne se trouvait pas sur la ligne directe de descente, mais était un bon exemple du degré d'évolution typique des synapses permiennes.
