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。
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。
有许多型态的爬行动物与恐龙生存在同一时期，例如：鱼龙目、沧龙科、蛇颈龙目、翼龙目、以及盘龙目，许多大众媒体常将它们也归类于恐龙，但它们在科学分类上并不属于恐龙。鱼龙类、沧龙类、蛇颈龙类都是海生爬行动物，并不生存于陆地上，也不属于主龙类；翼龙类属于主龙类，是在三叠纪时期与恐龙分开演化，但并非陆栖动物：盘龙类生存于二叠纪，亲缘关系较接近于哺乳类。
恐龙是中生代的优势陆栖脊椎动物，尤其是在侏罗纪与白垩纪。在恐龙占优势的侏罗纪与白垩纪期间，几乎所有身长超过1米的陆地动物皆为恐龙，同时代的其他动物因此受到体型发展与生态位上的限制。举哺乳类为例，它们的体型多接近现代的啮齿动物，不超过猫的大小，食性为肉食性，以小型动物为生。生存在白垩纪的三椎齿兽目（triodonta）的巨型爬兽（Repenomamus giganticus）是个少数例外，巨型爬兽体重12到14公斤，已知会以幼年鹦鹉嘴龙等小型恐龙为食。
恐龙家族极为庞大、多样性。截止到2006年的学术研究，已确定有超过500个属；根据估计，化石记录中曾出现的属总数约为1850个，当中有75%已被发现化石。一个早期的研究推测恐龙有将近3,400个属，但大部分无法在化石记录中保存下来。截至2008年9月17日为止，恐龙记有1,047个种。恐龙有草食性动物，也有肉食性、杂食性动物。有些恐龙以双足行走，或四足行走，或如砂龙和禽龙可以在双足和四足间自由转换。许多恐龙的身上具有鳞甲，或是头部长有角或头冠。尽管恐龙以其巨大体型而着称，但许多恐龙的体型只有人类大小，甚至更小。目前已在全球各大洲发现恐龙化石，包含南极洲在内。无论体型大小，恐龙对陆地生活的适应性堪称卓越，但它们无法占据海生以及飞行动物的生态位。
在我们的地球上，曾经有很多物种出现后又消失了，这是生物演化史中的必然存在。但是像恐龙这样一个庞大的占据地球统治地位的家族，为什么会突然之间就从地球上消失了，这会引起我们的种种猜测。在6500万年前白垩纪结束的时候，究竟发生了什么，使得恐龙和另外一大批生物统统死去，科学家们对此一直争论不休。有的说是地球在6500万年前发生了地质上的造山运动，这使得高山增多，沼泽湿地减少，气候也变得不那么湿润温暖了。恐龙的呼吸器官不能适应干冷干热的空气，冬天食物匮乏，恐龙没有食物，所以就走上了绝路。有的说是超新星爆发引起地球气候发生强烈变化，温度骤然升高后又降得很低的缘故。还有的说是恐龙吃了大量的有花植物，这些花中有很多毒素，恐龙食量又大，所以中毒而死。证据是白垩纪晚期开始出现了有花植物。还有人别出心裁地说，是因为恐龙这种巨大的动物因吃的太多且不断放屁，向空中释放大量的甲烷气体。由于它们数量太多，生存时间又长，所以破坏了地球的臭氧层造成毁灭性气候。甚至还有人说是外星人跑到地球来猎取的结果，因为它们觉得恐龙肉特别好吃。证据是他们在北极发现的恐龙骨骼化石有像被激光切割的痕迹。有的科学家还认为，是由于海面下降，新的陆地出来了，有的恐龙有迁移的习惯，去了新的地方不适应那里的环境，最终灭绝。总之，真可谓是五花八门，无奇不有。但是，普遍被大家认可的是陨石撞击说。
1980年，美国科学家在6500万年前左右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了。根据铱的含量还推算出撞击物体是相当于直径10公里的一颗小行星。这么大的陨石撞击地球，绝对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年的时间，终于有了初步结果，他们在中美洲犹加敦半岛的地层中找到了这个大坑。据推算，这个坑的直径在180公里到300公里之间。科学工作者们还在对这个大坑做进一步的研究。
科学家们开始为我们描绘6500万年前那壮烈的一幕。有一天，恐龙们还在地球乐园中无忧无虑地尽情吃