Los dinosaurios (incluyendo a los pájaros) son arcosaurios, como los cocodrilos modernos. Sus cráneos poseen dos agujeros, llamados ventanas temporales, localizadas donde los músculos se unen a la quijada.
El uso extendido de estadísticas, que analizan rigurosamente las relaciones entre los organismos biológicos, también ha probado ser enormemente útil en la clasificación de dinosaurios. Otras técnicas modernas ayudan a compensar un campo de estudio a menudo incompleto y fragmentario, como es el mundo de los fósiles.
Cabe destacar que es asombrosa la conservación de dinosaurios emplumados en China, cuyos hallazgos consolidaron la hipótesis de la relación directa entre los dinosaurios y sus descendientes vivos, los pájaros modernos.
Los nuevos descubrimientos importantes han sido efectuados por paleontólogos que trabajaban en regiones anteriormente inexploradas, incluyendo la India, Suramérica, Madagascar, la Antártida y China.
La paleontología vertebrada es la disciplina científica primaria implicada en la investigación de los dinosaurios, y se ha convertido en una ciencia global.
Comenzó con el descubrimiento de John Ostrom, quien localizó los fósiles de un Deinonychus. Este animal era un depredador activo, de sangre caliente, que contrastaba con la imagen que prevalecía hasta entonces de los dinosaurios inactivos, de sangre fría.
El campo de investigación de los dinosaurios ha gozado de una oleada de actividad que comenzó en los años ´70 y sigue vigente.
Los dinosaurios se diferenciaron de sus antepasados Arcosaurios hace aproximadamente 230 millones de años, durante el paso del Jurásico Medio al Tardío Jurásico, 20 millones de años después del acontecimiento que extinguió el 95% de la vida en la Tierra.
El descubrimiento del Ornitodiran primitivo, género dentro del cual encontramos ejemplares como el Marasuchusy el Lagerpeton del Trásico Medio Argentino apoya esta visión.
Los paleontólogos creen que el Eoraptor se asemeja al antepasado común de todos los dinosaurios. Si esto fuera verdad, significaría que los primeros dinosaurios eran pequeños, predadores y bípedos
Datos radiométricos derivados del estudio de fósiles indican que los más tempranos dinosaurios pertenecen al género Eoraptor
Por ejemplo, los estudios de las fuerzas ejercidas por los músculos y la gravedad en la estructura esquelética de los dinosaurios permiten investigar cuán rápido los dinosaurios eran capaces de correr o por qué un Diplódocido podría producir estallidos sonoros con azotes de sus colas.
Dado que la mayoría de las especies de dinosaurios parecen haber desarrollado la locomoción terrestre, una buena comprensión de cómo los dinosaurios se desplazaban sobre la faz de la tierra es ofrecida por la ciencia de la Biomecánica.
Desde un punto de vista comportamental, uno de los fósiles de dinosaurios más valiosos fue descubierto en el desierto de Gobi, en 1971. Se trata de un Velociraptor que atacaba a un Protoceratops. Este hallazgo probó que los dinosaurios se acometían y comían unos a otros. El comportamiento caníbal entre los Terópodos fue confirmado por las huellas dentales halladas en Madagascar, en el año 2003.
La naturaleza de la comunicación de los dinosaurios continúa siendo enigmática, y es un campo activo de investigación actual. Por ejemplo, evidencias recientes sugieren que las crestas huecas de los Lambeosaurios pudieron haber funcionado como los compartimientos de resonancia empleados en una amplia gama de vocalizaciones.