1841年，英国科学家理查德·欧文在研究几块样子像蜥蜴骨头化石时，认为它们是某种史前动物留下来的，并命名为恐龙，意思是“恐怖的蜥蜴”。
大部分的恐龙要比大型蜥脚类恐龙还小得多。现有的证据表明，恐龙的平均大小在三叠纪、早侏罗纪、晚侏罗纪和白垩纪都不断变化。大部分兽脚类恐龙的体重在100到1000公斤之间，而全新世的掠食性肉食动物则多半在10到100公斤之间。恐龙的体重估计值，大多介于1到10公吨之间。伦敦国立自然历史博物馆的一个研究指出恐龙的体重平均值约在100公斤左右，而新生代的哺乳类体重平均值多在2到5公斤之间。
恐龙整体而言的体型很大。以恐龙作为标准来看，蜥脚下目是其中的巨无霸。在漫长的恐龙时代，即使是体型最小的`蜥脚类恐龙也要比它们栖息地内的其他动物要大，而最大的蜥脚类则比任何出现在地表的动物都要大出几个等级。
从现有的状况较好的骨架来看，最高和最重的恐龙是长颈巨龙（Giraffatitan brancai，原名布氏腕龙）。长颈巨龙的化石在1907年至1912年间发现于坦桑尼亚。从多具大小相近的个体所组合而成的骨架模型，现正展示于柏林洪堡博物馆，该模型高12米，长22.5米，预期活体的重量在30到60公吨之间。最长的恐龙是27米长的梁龙，是在1907年发现于美国怀俄明州，现展示于宾州匹兹堡的卡内基自然历史博物馆。
大部分的蜥臀目恐龙都具有往前突出的耻骨，而鸟臀目恐龙的每根耻骨都向后倾斜。除臀部结构不同外，两类恐龙在生活及行为特征上也不同。蜥臀目恐龙包括以四肢行走的草食性蜥脚类恐龙，以及几乎用两肢行走的肉食性兽脚类恐龙。
蜥臀目的腰带从侧面看是三射型，耻骨在肠骨下方向前延伸，坐骨则向后延伸，这样的结构与蜥蜴相似。
鸟臀目的腰带，肠骨前后都大大扩张，耻骨前侧有一个大的前耻骨突，伸在肠骨的下方，后侧更是大大延伸与坐骨平行伸向肠骨前下方。因此，骨盆从侧面看是四射型。
蜥脚形类主要生活在晚三叠世至白垩纪，它们绝大多数都是大型的素食恐龙。头小，脖子长，尾巴长，牙齿成小匙状。蜥脚亚目的著名代表有产于我国四川、甘肃晚侏罗纪由19节颈椎组成的脖子长度约等于体长的一半的马门溪龙，世界上已知体形最大的陆地动物——易碎双腔龙。
兽脚类生活在晚三叠世至白垩纪。它们大多为肉食性，两足行走，趾端长有锐利的爪子，头部很发达，为最聪明的一类。嘴里长着匕首或小刀一样的利齿，暴龙是著名代表，其余如异特龙、南方巨兽龙、棘龙等也颇具名气。
恐龙是介于冷血和温血之间的动物。
2014年6月，有关恐龙究竟是像鸟类和哺乳动物一样的温血动物，还是类似爬行动物、鱼类和两栖动物的冷血动物的问题终于有了答案——恐龙其实是介于冷血和温血之间的动物。
“我们的结果显示恐龙所具有的生长速率和新陈代谢速率，既不是冷血生物体也不是温血生物体所具有的特征。它们既不像哺乳动物或者鸟类，也不像爬行动物或者鱼类，而是介于现代冷血动物和温血动物之间。简言之，它们的生理机能在现代社会并不常见。”美国亚利桑那大学进化生物学家和生态学家布莱恩·恩奎斯特说。
墨西哥生物学家表示，正是这种中等程度的新陈代谢使得恐龙可以长得比任何哺乳动物都要大。温血动物需要大量进食，因此它们频繁猎捕和咀嚼植物。“很难想象霸王龙大小的狮子能够吃饱以存活下来。
锐利的牙齿和爪子是肉食类恐龙猎食的武器。暴龙类恐龙会寻找落单的草食性恐龙，因此常常单独行动。而有些恐龙则会群体行动，锁定猎物后蜂拥而上，并用第二根趾头的脚爪割开猎物的腹部。
觅食和斗争也是恐龙的一大特征，草食性恐龙能够吃到的植物受限于它们的身高，所以有些小型草食性恐龙为了吃到高处的植物叶子，会用后肢站立。肉食性恐龙以草食性恐龙和其他动物为食。各种恐龙不同的觅食方式也会在它们的牙齿上体现出来。
草食性恐龙一般会有一些特殊的“装备”来对付肉食性恐龙的攻击，这些装备有时是坚韧的皮甲、骨棒或骨钉，有时是有力的尾巴。如棒槌龙等。大型草食性恐龙会集体行动，一旦受到威胁，就会集体坚守阵地并反击。
1980年，美国科学家阿弗雷兹父子在6500万年前的地层中发现了高浓度的铱，其含量超过正常含量几十甚至数百倍。这样浓度的铱在陨石中可以找到，因此，科学家们就把它与恐龙灭绝联系起来。根据铱的含量还推算出，撞击物体是直径大约10公里的一颗小行星，这么大的陨石撞击地球，是一次无与伦比的打击，以地震的强度来计算，大约是里氏10级，而撞击产生的陨石坑直径将超过100公里。科学工作者用了10年时间，终于有了初步结果，他们在中美洲墨西哥犹卡坦半岛的地层中找到了这个大坑。据推算，这个坑的直径在180～300公里之间。在2000年，科学工作者们还在对这个大坑做进一步的研究。
恐龙在距今6500万年前突然灭绝，科学家提出了很多假设，其中最著名的就是陨石撞击地球说。
由于这一陨石坑现已被找到，科学家也已经掌握了一些相关证据，所以，恐龙灭绝之谜似乎可以尘埃落定了。
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