Período Jurásico-201,3 a 145,0 MYA

Los dinosaurios han dominado la concepción popular de la paleontología, a veces hasta el punto de parecer casi un sinónimo de la palabra «fósil». Dinosauria, la versión científica del término dinosaurio, incluye, con mucho, los animales terrestres más grandes que han existido. Por ejemplo, el Brachiosaurus fue el mayor dinosaurio conocido durante muchas décadas. Recientemente se han encontrado varios titanosaurios gigantes (por ejemplo, Argentinosaurus) que superan al Brachiosaurus en términos de masa. Elmer S. Riggs descubrió el primer Brachiosaurus conocido en 1900 cerca de Grand Junction, Colorado, a las afueras del Monumento Nacional de Colorado. La especie tipo de Brachiosaurus se conoce a partir de dos esqueletos parciales recuperados en Colorado y Utah. El Brachiosaurus vivió hace entre 150 y 145 millones de años. Algunos consideran que los depredadores que depredaron a estos gigantes son aún más espectaculares. Por ejemplo, el Tyrannosaurus rex es tan conocido que parece ser uno de los primeros trabalenguas que dominan los niños.
El término «dinosaurio» fue inventado por Sir Richard Owen en 1842 para describir a estos «terribles lagartos», concretamente el Megalosaurus, el Iguanodon y el Hylaeosaurus, los tres únicos dinosaurios conocidos en aquel momento. Desde la época de Owen, otros datos demuestran que los dinosaurios eran animales que evolucionaron en muchos tamaños y formas. La investigación moderna ha desmentido el viejo concepto de que los dinosaurios eran criaturas lentas, poco inteligentes y solitarias, obligadas a vadear los pantanos porque su gran volumen no podía sostenerse en tierra. De hecho, muchos dinosaurios eran muy ágiles (incluso los más grandes). Al parecer, muchas especies recorrían la tierra con facilidad a pesar de su tamaño, y algunas eran bastante sociables, viajando en manadas, construyendo nidos y cuidando de sus crías (Macdougall 1996).
Con el descubrimiento de muchas especies nuevas desde la década de 1840, los científicos han dividido a los dinosaurios en dos grandes grupos: los ornitisquios y los saurisquios, con la distinción basada en la construcción de la pelvis. Los ornitisquios tenían «cadera de pájaro», además de ser herbívoros, e incluían formas bípedas y cuadrúpedas. Los saurisquios o «con cadera de lagarto», que incluían formas bípedas carnívoras (por ejemplo, terópodos como el tiranosaurio) y formas bípedas y cuadrúpedas herbívoras (por ejemplo, saurópodos). Algunos de los saurisquios cuadrúpedos se convirtieron en los animales terrestres más grandes de la historia, como el Diplodocus (que quizá alcanzaba una longitud de 30 metros o más) y el Brachiosaurus (que quizá pesaba hasta 130.000 libras).
En 1888 H. G. Seeley introdujo la división entre los dos grupos. Sin embargo, la etimología detrás de los dos nombres («cadera de pájaro» vs. «cadera de lagarto») no es muy precisa, ya que algunos saurisquios (dinosaurios con cadera de lagarto) en realidad tenían caderas de pájaro. Para mayor confusión, se podría pensar que las aves descienden de los ornitisquios porque «ornith» (como en ornitólogo) significa pájaro. Sin embargo, las aves descienden de los saurisquios, concretamente de los terópodos.