Mai multe animale sunt de obicei confundate cu dinozauri. Acest lucru se datorează faptului că aceste animale pot fi similare superficial cu dinozaurii prin faptul că sunt, de asemenea, reptiliene și mari, sau au trăit în același timp cu dinozaurii, dar nu fac parte din superordinea Dinozaurii. Aceste animale includ pelicozauri precum Dimetrodon (reptile cu spătarul unei pânze care au trăit cu peste 50 de milioane de ani înainte ca dinozaurii să devină abundenți), pterozauri (reptile zburătoare care au coexistat cu dinozaurii), plesiozauri, pliosauri (reptile acvatice cu gât lung), ichitozauri (o altă reptilă acvatică). cu un corp în formă de pește) și mosasauri (reptile acvatice uriașe care sunt rudele cele mai apropiate ale șerpilor vii).
Definiția oficială a dinozaurului cuprinde toți archosaurii cu membre erecte, rudele archosaurilor cu membre întinse, crocodilienii. Deci, într-un fel, dinozaurii pot fi considerați crocodilieni în picioare. Cu toate acestea, această descendență nu a evoluat niciodată pentru a zbura în aer sau a înota în mare. În schimb, aceste nișe au fost ocupate de alte linii de reptile diapside (cranii cu două găuri), în special plesiozauri și pliosauri. Spre sfârșitul Epocii Dinozaurilor, ihtiosaurii și mozazaurii au evoluat și au trăit și în mări. Pleziozaurii au existat în mări aproape atâta timp cât au existat dinozaurii pe uscat.
Un grup de reptile care a evoluat aproape în același timp cu primii dinozauri au fost pterozaurii, cunoscuți anterior ca pterodactili, reptile zburătoare care au dezvoltat în cele din urmă anvergura aripilor de până la 10 m (33 ft). Printre acestea se numărau cele mai mari animale zburătoare din toate timpurile, cum ar fi Quetzalcoatlus și Hatzegopteryx, deși aceste anvergura aripilor nu erau tipice, iar cei mai mari pterozauri au evoluat cu puțin timp înainte de sfârșitul Cretacicului, când toți dinozaurii au dispărut.
Un alt grup important, uneori confundat cu dinozaurii, sunt pterozaurii, reptile cu spatele de pânze care au trăit în perioada Permian, cu aproximativ 50 de milioane de ani înainte ca primii dinozauri să pășească pe Pământ. Pelicozaurii puteau crește până la 3 1/2 metri (11 ft) în lungime, deși majoritatea erau mult mai mici, aproximativ 1 metru (3 ft) lungime. Pelicozauri și alte sinapside au fost doar al doilea grup major de tetrapode care a dominat ecosistemele terestre, după reptilele bazale și amfibienii giganți care au trăit în perioada Carboniferului târziu și Permianului timpuriu. Terapsidele (Permian/Triasic) au fost al treilea, archosauromorfii (Triasicul timpuriu) au fost al patrulea, iar dinozaurii au fost doar al cincilea.