在1861年发现的始祖鸟化石,与美颌龙化石极度相似,差别在于始祖鸟化石有着羽毛痕迹,这显示恐龙与鸟类可能是近亲.自从1970年代以来,许多研究指出现代鸟类极可能是兽脚亚目恐龙的直系后代.大部分科学家视鸟类为唯一幸存发展至今的恐龙,而少数科学家甚至主张它们应该分类于同一纲之内.鳄鱼则是另一群恐龙的现代近亲,但两者关系较恐龙与鸟类远.恐龙、鸟类、鳄鱼都属于爬行动物的主龙类演化支,该演化支首次出现于二叠纪晚期,并在三叠纪中期成为优势陆栖动物群.是很有病
所有的恐龙皆为陆地动物.许多史前爬行动物常被一般大众非正式地认定是恐龙,例如：翼手龙、鱼龙、蛇颈龙、沧龙、盘龙类（异齿龙与基龙）等,但从科学角度来看,这些都不是恐龙.