Les dinosaures sont unis par au moins 21 traits dans leur crâne et leur squelette. Ces caractères communs (appelés "synapomorphes") sont la raison pour laquelle les paléontologues sont convaincus que les dinosaures ont une origine commune.
Cependant, lorsque des fossiles de dinosaures précis sont apparus (au début du Trias supérieur), le groupe s'était déjà divisé en deux grands ordres, les Saurischia et les Ornithischia. Les Saurischia conservent la disposition ancestrale des hanches héritée de leurs ancêtres Archosaures, et les Ornithischia ont une structure de hanches modifiée.
A. Eoraptor, un saurischien précoce, B. Lesothosaurus, un ornithischien primitif,
C Un bassin de saurischian (Staurikosaurus) D Un bassin de lesothosaurus
Classification des dinosaures
La liste suivante est une liste simplifiée de groupes de dinosaures basée sur leur évolution, elle est organisée sur la base de la liste des espèces de dinosaures du Mésozoïque donnée par Holtz (2007). Les groupes avec un poignard (†) à côté n'ont pas de membres vivants.
· Saurischia ("lézard en haillons" ; comprend Theropoda et Sauropodomorpha)
· Théropodes (tous bipèdes ; la plupart étaient carnivores)
· †Herrerasauria (premiers carnivores bipèdes)
· †Coelophysoidea (petits théropodes précoces ; comprend la coelophysis et ses proches parents)
· †Dilophosauridae (théropodes à crête précoce et carnivores)
· †Ceratosauria (généralement à cornes élaborées, les carnivores méridionaux dominants du Crétacé)
· Tétanurae (signifiant "queues raides" ; comprend la plupart des théropodes)
· †Megalosauroidea (premier groupe de grands carnivores, dont les spinosaures semi-aquatiques)
· †Carnosauria (Allosaure et parents proches, comme le Carcharodontosaure)
· Coelurosauria (théropodes à plumes, de différentes tailles et niches)
· †Compsognathidae (coelurosaurs précoces communs avec des pattes plus petites)
· †Tyrannosauridae (Tyrannosaure et ses proches parents ; avait des pattes plus petites)
· †Ornithomimosauria (qui signifie "imitateurs d'autruches" ; la plupart sont édentés ; de carnivores à d'éventuels herbivores)
· †Alvarezsauroidea (petits insectivores à bras courts qui avaient chacun une grande griffe)
· Maniraptora (qui signifie "arracheur de mains" ; avait des bras et des doigts longs et fins)
· †Therizinosauria (herbivores bipèdes avec de grandes griffes et de petites têtes)
· †Oviraptorosauria (la plupart sont édentés ; leur régime alimentaire et leur mode de vie sont incertains)
· †Archaeopterygidae (petits théropodes ailés ou oiseaux primitifs)
· †Deinonychosauria (de petite à moyenne taille, ressemblant à un oiseau, avec une griffe d'orteil distinctive).
· Avialae (oiseaux modernes et leurs parents disparus)
· †Scansoriopterygidae (petits oiseaux primitifs avec de longs troisièmes doigts)
· †Omnivoropterygidae (grands oiseaux à queue courte)
· †Confuciusornithidae (petits oiseaux édentés)
· †Enantiornithes (oiseaux volants primitifs qui vivaient dans les arbres)
· Euornithes (oiseaux volants avancés)
· †Yanornithiformes (oiseaux chinois dentés du Crétacé)
· †Hesperornithes (oiseaux aquatiques spécialisés dans la plongée)
· Aves (oiseaux à bec modernes et leurs parents disparus)
· †Sauropodomorpha (herbivores à petite tête, long cou, longue queue)
· †Guaibasauridae (petits sauropodomorphes primitifs et omnivores)
· †Plateosauridae (prosauropodes primitifs et bipèdes)
· †Riojasauridae (petits sauropodomorphes primitifs)
· †Massospondylidae (petits sauropodomorphes primitifs)
· †Sauropoda (très grand et lourd, généralement plus de 15 m de long ; quadrupède)
· †Vulcanodontidae (sauropodes primitifs avec des bras et des jambes en forme de piliers)
· †Eusauropoda ("true sauropods")
· †Cetiosauridae ("reptiles-baleines")
· †Turiasauria (groupe européen des sauropodes du Jurassique et du Crétacé)
· †Neosauropoda ("new sauropods")
· †Diplodocoidea (crânes et queues allongés ; dents généralement étroites et en forme de crayon)
· †Macronaria (crânes en forme de boîte ; dents en forme de cuillère ou de crayon)
· †Brachiosauridae (macronaires à long cou et à long bras)
· †Titanosauria (divers ; trapu, avec des hanches larges ; plus commun à la fin du Crétacé des continents du sud)
· †Ornithischia ("bird-hipped" ; divers herbivores bipèdes et quadrupèdes)
· †Heterodontosauridae (petits ornithopodes herbivores/omnivores basaux avec des dents proéminentes de type canin)
· †Thyreophora (dinosaures blindés ; principalement des quadrupèdes)
· †Ankylosauria (scutelles comme armure primaire ; certaines avaient une queue en forme de massue)
· †Stegosauria (pointes et plaques comme armure primaire)
· †Neornithischia ("new ornithischians")
· †Ornithopoda (différentes tailles ; bipèdes et quadrupèdes ; a développé une méthode de mastication utilisant des crânes flexibles et de nombreuses dents)
· †Marginocephalia (Ils avaient des excroissances en forme de dôme sur le crâne, faites d'os)
· †Pachycephalosauria (bipède avec croissance en forme de dôme ou de nœud sur le crâne)
· †Ceratopsia (quadrupèdes avec fioritures ; beaucoup avaient aussi des cornes)