Na splošno sta obstajala dva reda dinozavrov: ptičji in kuščarski. Dinozavri s ptičjim kolkom (ornithiscians) so sestavljali različni rastlinojedi, vključno s stegozavri, triceratopsi, hadrosavri Ankylosaurus (dinozavri z račjim kljunom) in debeloglavimi dinozavri, kot je Dracorex. Dinozavri s kuščarji (saurischians) so vključevali teropode, ki so vključevali vse mesojede dinozavre, in sauropode, ki so bile največje živali, ki so kdaj hodile po Zemlji.
Dinozaver se je razvil iz prednikov arhozavrov v obdobju srednjega triasa, pred približno 230 milijoni let, nedolgo po največjem množičnem izumrtju v zgodovini Zemlje. Arhozavri so skupina, ki vključuje sodobne ptice in krokodile, vendar so v tistem času imeli univerzalni reptilski videz. Skupne značilnosti arhozavrov vključujejo zobe, nameščene v vtičnice, posebne luknje v lobanji za zmanjšanje teže in dodatne zareze na stegnenici za pritrditev mišic. Dinozavri so v bistvu le plazilci arhozavri z okončinami, ki so pokonci pod telesom.
Hitro so se dinozavri spremenili v vrsto telesnih tipov. Najzgodnejši dinozaver naj bi bil majhen dvonožni plenilec. Pred približno 215 milijoni let je izumrtje izničilo številne največje tekmece dinozavrov, med katerimi so bili bazalni arhozavri in predniki sesalcev, terapsidi. Pred tem izumrtjem so dinozavri predstavljali le 1-2% kopenskih živali, po njem pa 50-90%. Dinozavri so se razširili, da bi zapolnili prazne niše, vključno s srednje velikimi plenilci, velikimi plenilci, srednje velikimi rastlinojedimi živalmi, velikimi rastlinojedimi živalmi itd.
Čeprav so se dinozavri zgodaj diverzificirali, so se povečali šele po triasno-jurskem izumrtju pred 200 milijoni let, ki je še bolj agresivno izničilo preostale tekmece dinozavrov. Najzgodnejši dinozavri so bili »majhni« (do 20 ft) sauropodi, ki so imeli dolge vratove in so hodili na štirih nogah, jedli rastline in mesojedi teropodni dinozavri (s telesnim načrtom, ki je bil na videz podoben T. rexu, ki je bil velik le približno ljudi.
V celotnem jurskem obdobju so se dinozavri še bolj razgibali. Medsebojno delovanje med plenilci in plenom je povzročilo številne prilagoditve na obeh straneh: rastlinojedi dinozavri so pridobili bodisi izjemno velikost bodisi edinstveno razporeditev oklepa ali orožja, kot so repne palice ali konice. Plenilci so postali večji in pametnejši, z večjimi zobmi, močnejšimi čeljustmi in daljšo glavo, da bi jih zadrževali. To je doseglo vrhunec z velikani, kot je T. rex.