双孔晋纲的蜥龙目和鸟龙目俗称为“恐龙类”，它们按骨盆位置的不同分别起源于三叠纪的槽齿目。三叠纪晚期是这两大类恐龙崛起的时代。
在现代的动物分类学里，蜥龙目一共分为三个亚目，这就是兽脚亚目、古脚亚目、蜥脚亚目。在兽脚亚目里又分虚骨龙次亚目和食肉龙次亚目；在蜥脚亚目里又分板龙次亚目和古蜥龙次亚目。
乌龙目一共分四个亚目，是鸟脚亚目、剑龙亚目、甲龙亚目、角龙亚目。
蜥龙类虽然腰带像蜥蜴，但和蜥蜴的亲缘关系并不太近，它是槽齿类的后裔。
最早的蜥龙类以北美洲的腔骨龙作代表，发现在新墨西哥州北部上三叠纪地层里。这是一些小型的两足行走的恐龙，骨骼中空，结构轻巧，身长2米左右，体重不过20多公斤。它的后肢强壮，形似鸟腿，善于奔跑，前肢短小，有如灵活的“手”适于攀援和掠取食物。它的身体以臂部作为支持点，后面有长大的尾和躯体前部保持平衡；颈部比较长，能弯曲；前端是尖狭的初龙式的头骨，颌骨长，装有锐利的锯齿状的槽齿，说明它是肉食性的。腔骨龙属于虚骨龙类。
虚骨龙类是蜥龙类中的兽脚类的祖先类型。兽脚类的特点之一是肉食性，二是始终保持两足行走的方式，属于蜥龙目的兽脚亚目。兽脚类从侏罗纪向各个方向进化，其中有的发展成为大型、凶猛的肉食龙。
肉食龙出现在晚三叠纪，到侏罗纪开始繁盛。永川龙是到现在为止我国发现的最完整的肉食恐龙化石。永川龙是在我国四川永川县上侏罗纪地层里发现的，全长约8米，高大约4米。它的头大而高，呈三角形，头上有六对大孔，其中眼孔最大，说明视力很好；嘴里长一排利剑般的牙齿；颈部较短，身躯不长，但尾部比较长，是奔跑时的平衡器官；前肢短而灵活，爪又弯又尖，像鹰爪；后肢长而粗壮，用三趾着地，类似现代的涉禽。永川龙能迅速追捕同时代的行动迟缓的植食性恐龙，追上以后猛扑过去，用前肢将对手推倒在地，用后肢牢牢地踩住，然后用利剑般的牙齿撕开猎获物的皮肉。
肉食龙发展到白垩纪达到鼎盛时期。白垩纪的肉食龙中著名的有惧龙、霸王龙。白垩纪末，它们都绝灭了。
蜥脚类是一类巨大的植食性的、生活在沼泽湖泊里的恐龙，属蜥龙目中的蜥脚亚目。我国在四川宜宾马门溪的上侏罗纪地层里发现的马门溪龙，由我国古生物学家杨钟健命名叫建设马门溪龙，也属于蜥脚类。特别在四川合川县境内发现的另一具马门溪龙，叫合川马门溪龙，化石较完整，身长22米，高3.5米，体重四五十吨，在亚洲发现的数它最大。巨大的蜥脚类也在白垩纪末全部绝灭了。
乌龙类全部是素食性。植食性使乌龙类的牙齿趋于退化。它的颌骨常具喙的构造，且在下颌骨前方有一个分离开的没有牙齿的骨头，叫前齿骨，作为喙嘴的下面部分。这是乌龙类的最显著的特征之一。乌龙类为了防御肉食龙的袭击，长期适应的结果，发展出各种光怪陆离的防身设备：甲板、棘刺和角。这些装备给恐龙世界增添了奇异的色彩。
除乌脚类两足行走外，其余三类全为四脚行走，且前肢总比后肢细小。早期的乌脚类个体不很大，而后期的代表如我国白垩纪的青岛龙，则身长6米多，山东龙可达15米。剑龙类个体不很小，7米左右，但脑子却只有核桃大，最大特征是背上有两行三角形骨板。我国的剑龙，有四川晚侏罗纪的嘉陵龙、沱江龙等。甲龙类和角龙类个体相对较小，生活时代都仅限于白垩纪。在我国，甲龙亚目有宁夏的绘龙，角龙亚目有内蒙的原角龙等。
过去一直认为，恐龙类是冷血动物。现代有资料表明，至少一部分恐龙属温血动物。恐龙的姿态暗示着某种敏捷性；与现时的温血和冷血四足动物比，它们的骨骼隐含着热血性的导管。从捕食者和被食者的比例的化石记录亦可说明，恐龙获得了很多食物。这一现象与温血类的哺乳类相似，反而与冷血的爬行类不同。
恐龙出现于2亿年前的三叠纪中期，绝灭于6700万年的白垩纪末，在地球上曾独霸约1.4亿年之久。可以说中生代的水、陆、空都是它们的天下。但到了中生代末期，它们已都突然走上了绝灭的道路。恐龙绝灭的原因，尽管古生物学、地质学、生物学、物理学、天文学等工作者都进行了研究，但至今尚无定论。在这方面主要有两类学说。一类是渐进说，另一类是突变说。前者认为，恐龙发展的年代，气候温和，有许多沼泽地和浅海。后来，气候变冷，陆地扩大。这种变化到6500万年更为突出，从而引起许多动、植物的死亡，恐龙即在这种条件下逐渐趋于绝灭。从时间上说，大体持续300万年之久。在这时期，小型的爬行类，如蜥蜴和蛇还能存活下去，而躯体巨大的恐龙，就难以存活了。大多学者都持有这种看法。另一类是突变说，如美国学者阿尔瓦雷斯提出的小行星冲撞地球而导致恐龙突然死亡的学说。六千五百万年前，有一行星与地球相撞，使地球的大气充满灰尘。有几个月时间，昏天黑地，日月无光。植物因光合作用停止而普遍死去，食物链中断，恐龙也因此而绝灭。这个学说的依据是，在中生代白垩纪末期意大利、丹麦、新西兰等处的地层中，发现大量的金属铱，约比地球正常含铱量高出30倍，而高含量的铱只有在太阳系的其他行星上才有。支持突变说的人数不多，但其影响很大。此外，还有不少别的解释，甚至还有人认为恐龙根本就没有绝灭。总之，到目前为止，这个问题仍在争论之中。