Sota la denominació de dinosaures hom agrupa diversos gèneres que poden presentar grans diferències de pes i talla o que poden ésser bípedes o quadrúpedes, herbívors o carnívors. Tenen característiques comunes, com ara petita capacitat craniana, columna vertebral sòlida i lleugera, membres posteriors més desenvolupats que els anteriors, os quadrat fix i dents implantades en alvèols. Aparegueren durant el Triàsic i assoliren la màxima importància durant el Juràssic. La seva àrea de distribució cobria tots els continents.
L’extinció dels dinosaures tingué lloc a la fi del Cretaci, durant la transició a l’era Terciària (fa uns 66 milions d’anys), i coincidí amb l’extinció de prop del 75% dels organismes vius de la Terra. Durant molts anys es formularen diverses hipòtesis per a explicar-ne les causes (refredament i assecament del clima, activitat sísmica i volcànica i, en el cas específic dels dinosaures, la competència amb els mamífers, una suposada incapacitat d’adaptació a noves condicions, etc.). Finalment, s’ha acabat imposant en la major part de la comunitat científica la teoria que la causa de la gran extinció fou els efectes de l’impacte d’un asteroide, el cràter del qual s’identificà el 1991 (l’única de les cinc grans extincions atribuïda a agents externs al sistema terrestre).
Durant els darrers anys, el nombre de tàxons de dinosaures descrits ha augmentat considerablement, i també el nombre de paleontòlegs que treballen en aquest camp. Les regions que estan proporcionant una quantitat més gran de restes de dinosaures es troben a la Patagònia argentina, al centre d’Àsia i al nord d’Àfrica. Fòssils excepcionalment preservats han donat a conèixer la microestructura dels ous, patrons de nidificació, comportament d’incubació en carnívors i estructures integumentàries com les plomes. L’anàlisi histològica i isotòpica dels ossos fòssils ha proporcionat informació sobre patrons de creixement i fisiologia. Icnites i rastres de petjades han ofert dades sobre la postura, la locomoció i el comportament gregari entre dinosaures sauròpodes i ornitòpodes. Tant l’origen dels dinosaures a mitjan Triàsic com la seva extinció al final del Cretaci podrien haver estat causats per impactes de cossos extraterrestres. Així, els dinosaures haurien colonitzat la Terra de manera oportunista, fa uns 230 milions d’anys, al Carnià (Triàsic mitjà). L’avantpassat comú dels dinosaures era un bípede de petites dimensions que pogué radiar en un planeta on les masses continentals estaven unides en una de sola (Pangea). L’augment de la grandària és una constant que es produí en l’evolució de diversos llinatges de dinosaures, amb la notable excepció del grup que donà lloc als ocells. El registre fòssil mostra que les faunes relativament uniformes del Triàsic (teròpodes, ceratosaures, prosauròpodes i ornitòpodes basals) i el Juràssic (sauròpodes, teròpodes tetanurs, estegosaures, hipsilofodòntids i iguanodonts basals) deixaren pas al Cretaci a faunes molt més diferenciades (coelurosaures molt diversos, aus derivades, iguanodonts i ceratòpsids). Aquesta diferenciació fou causada principalment per extincions regionals i dispersions. L’evolució de les plantes aparentment no està lligada a l’evolució de diferents grups d’herbívors i, per tant, no es pot parlar de coevolució en aquest sentit. Hom sap que els dinosaures són monofilètics, així com les dues subdivisions tradicionals, Ornithischia i Saurischia. La integració entre l’aplicació d’aquestes tècniques filogenètiques amb aportacions de la neontologia, l’enginyeria, la biomecànica, la fisiologia i l’anatomia proporcionarà una eina de gran valor per a entendre l’origen, l’evolució, la paleobiologia i l’extinció dels dinosaures, i estudiar els 160 milions d’anys de la seva existència sobre la Terra.
Actualment són considerats un clade de rèptils arcosaures que inclou les formes de vertebrats terrestres dominants en els ecosistemes terrestres del Mesozoic, durant un lapse de més de 150 milions d’anys, des del Triàsic superior fins al final del Cretaci. Fins els anys setanta del segle XX, hom considerava els dinosaures animals gegantins de moviments lents de “sang freda” i poca intel·ligència. A partir de la dècada de 1970, però, aquesta visió fou reemplaçada per teories que mostren els dinosaures com a animals de metabolisme elevat i nombroses adaptacions per a comportaments socials complexos. Avui dia els dinosaures han esdevingut un element de la cultura popular de la nostra civilització, i formen part de nombroses expressions artístiques, com ara la literatura i el cinema.
El grup dels dinosaures comprèn més de 500 gèneres descrits, classificats en tres grans grups monofilètics: teròpodes (dinosaures majoritàriament carnívors), sauropodomorfs (herbívors de coll i cua extremament allargats, i molts d’ells, d’enorme massa corporal), i ornitisquis (herbívors amb el pubis orientat posteroventralment). Els dinosaures es caracteritzen per la presència d’un húmer amb una cresta deltopectoral allargada, un acetàbul obert, expansió de la fossa temporal del crani, vèrtebres cervicals amb epipòfisis i reducció de la faceta fibular a l’astràgal.
Als Països Catalans hom descobrí accidentalment el primer fòssil de dinosaure el 1916 durant la construcció de la presa de Talarn (Pallars Jussà). Tanmateix, la identificació, el fèmur d’un titanosaure, no tingué lloc fins el 2010. El 1954 el paleontòleg alemany Walter Georg Kühne feu la primera excavació amb criteri científic en diversos punts dels Prepirineus catalans. Entre d’altres, desenterrà a Orcau (Pallars Jussà) les primeres restes d’un coll de sauròpode, que no acabà de ser extret fins el 2014. Els jaciments amb més abundància de restes fòssils i icnites (petjades) de dinosaures es troben a les comarques del Pallars Jussà, l’Alt Urgell, la Noguera i el Berguedà. Sobresurten els jaciments de Santa Eulàlia, Sallent, Cal Salider i Pinyes del terme de Coll de Nargó (Alt Urgell), en el darrer dels quals hi ha una de les acumulacions d’ous fòssils més grans d’Europa; els jaciments d’Orcau i Basturs a Isona i Conca Dellà (Pallars Jussà), i el jaciment d'icnites de Fumanya (Berguedà), on el 2017 fou inaugurat el museu Dinosaures de Fumanya. Aquest mateix any foren identificades al port del Cantó (Pallars Jussà) icnites d’arcosaures, gènere de rèptils antecessor dels cocodrils i dels dinosaures, datades en uns 247 milions d’anys. Al País Valencià són importants la desena de jaciments d’icnites en municipis de comarques muntanyoses de l’interior: Corcolilla i Cañada París al terme d’Alpont (Serrans); als municipis de Bicorb i Millars (la rambla del Tambuc), a la Canal de Navarrés; al de Xera (Plana d’Utiel) i Dosaigües (Foia de Bunyol), i al barranc de Vallivana i al Mas de Romeu, al terme de Morella (Ports).