Γενικότερα, υπήρχαν δύο τάξεις δεινοσαύρων: με κοφτό πουλιού και με σαύρα. Οι δεινόσαυροι με τα πουλιά (ορνιθίσκοι) αποτελούνταν από ποικίλα φυτοφάγα, συμπεριλαμβανομένων των Stegosaurus, Triceratops, Ankylosaurus hadrosaurs (δεινόσαυροι με τιμόνια πάπιας) και χοντροκέφαλους δεινόσαυρους όπως ο Dracorex. Οι δεινόσαυροι με σαύρα (saurischians) περιλάμβαναν τα θηρόποδα, που περιλάμβαναν κάθε σαρκοφάγο δεινόσαυρο, και τα σαυρόποδα, τα οποία ήταν τα μεγαλύτερα ζώα που περπάτησαν ποτέ στη Γη.
Ο δεινόσαυρος εξελίχθηκε από τους προγόνους των αρχόσαυρων στη μέση Τριασική περίοδο, περίπου 230 εκατομμύρια χρόνια πριν, λίγο καιρό μετά τη μεγαλύτερη μαζική εξαφάνιση στην ιστορία της Γης. Οι Αρχόσαυροι είναι η ομάδα που περιλαμβάνει τα σύγχρονα πουλιά και τους κροκόδειλους, αλλά εκείνη την εποχή είχαν μια καθολικά ερπετική εμφάνιση. Τα κοινά χαρακτηριστικά των αρχόσαυρων περιλαμβάνουν δόντια τοποθετημένα σε υποδοχές, ειδικές τρύπες στο κρανίο για μείωση του βάρους και επιπλέον εγκοπές στο μηριαίο οστό για προσκόλληση των μυών. Οι δεινόσαυροι είναι ουσιαστικά απλώς αρχόσαυροι ερπετά με άκρα που κρατούνται όρθια κάτω από το σώμα.
Γρήγορα, οι δεινόσαυροι διαφοροποιήθηκαν σε μια σειρά από σωματότυπους. Ο πρώτος δεινόσαυρος πιστεύεται ότι ήταν ένας μικρός, δίποδος θηρευτής. Πριν από περίπου 215 εκατομμύρια χρόνια, ένα γεγονός εξαφάνισης εξαφάνισε πολλούς από τους μεγαλύτερους ανταγωνιστές των δεινοσαύρων, στους οποίους περιλαμβάνονται οι βασικοί αρχόσαυροι και οι πρόγονοι των θηλαστικών, τα θεράψιδα. Πριν από αυτή την εξαφάνιση, οι δεινόσαυροι αποτελούσαν μόνο το 1-2% των ζώων της ξηράς και μετά από αυτήν αντιπροσώπευαν το 50-90%. Οι δεινόσαυροι διαφοροποιήθηκαν για να γεμίσουν τις κενές θέσεις, συμπεριλαμβανομένων μεσαίου μεγέθους αρπακτικών, μεγάλων αρπακτικών, μεσαίου μεγέθους φυτοφάγων, μεγάλων φυτοφάγων κ.λπ.
Αν και οι δεινόσαυροι διαφοροποιήθηκαν νωρίς, δεν είχαν μπαλόνι σε μέγεθος παρά μόνο μετά την εξαφάνιση του Τριασικού-Ιουρασικού πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια, η οποία εξαφάνισε ακόμη πιο επιθετικά τους υπόλοιπους ανταγωνιστές δεινοσαύρων. Οι πρώτοι δεινόσαυροι ήταν «μικροί» (μέχρι 20 πόδια) σαυρόποδα, που είχαν μακρύ λαιμό και περπατούσαν με τέσσερα πόδια, έτρωγαν φυτά και σαρκοφάγοι δεινόσαυροι θηρόποδα (με σχέδιο σώματος επιφανειακά παρόμοιο με το T. rex που είχαν μέγεθος περίπου του ανθρώπου.
Σε όλη την Ιουρασική περίοδο, οι δεινόσαυροι διαφοροποιήθηκαν ακόμη πιο εντυπωσιακά. Η αλληλεπίδραση μεταξύ αρπακτικών και θηραμάτων οδήγησε σε πολλές προσαρμογές και στις δύο πλευρές: οι φυτοφάγοι δεινόσαυροι απέκτησαν είτε ακραίο μέγεθος είτε μοναδικές διατάξεις πανοπλίας ή όπλων, όπως ράβδους ουράς ή ακίδες. Τα αρπακτικά έγιναν μεγαλύτερα και πιο έξυπνα, με μεγαλύτερα δόντια, πιο δυνατά σαγόνια και μακρύτερο κεφάλι για να τα κρατήσουν μέσα. Αυτό κορυφώθηκε σε γίγαντες όπως ο Τ. Ρεξ.