古生物学家通过研究恐龙的骨骼化石，对恐龙的身体部位进行了比较详细而具有说服力的阐述，这让恐龙的样子在我们的想像中丰满并清晰起来。
恐龙的皮肤
到目前为止，人类发现的恐龙皮肤化石证明，恐龙的皮肤坚硬、多鳞，就像现在的爬行动物一样。与鳄鱼的鳞相似，恐龙的鳞也深深嵌入其粗糙的、厚厚的皮肤中，而不是像蛇身上的鳞那样，一片片地重叠着排列在皮肤上。许多恐龙的鳞片大多呈六边形，就像一个个蜂房一样。有鳞的皮肤保护着恐龙免受敌手的锋利牙齿和爪子的攻击、意外的挂擦以及像蚊子和跳蚤等虫子的叮咬。19世纪中叶，第一例恐龙皮肤化石被发现，当时科学家们把它误认为是史前巨鳄的皮肤。目前发现的恐龙的皮肤化石还很少，科学家们关于恐龙皮肤的想法大多来自对现代爬行动物的推测，比如根据蜥蜴的皮肤颜色和纹理来猜测恐龙皮肤的颜色和纹理。
恐龙的眼睛
迄今为止，人类从未发掘出恐龙眼睛的化石，因为眼睛是湿润的、粘稠的、软的，恐龙一旦死亡，眼睛要么被食腐动物吃掉，要么就很快腐烂掉。研究恐龙眼睛的主要线索是恐龙头颅上眼睛所在位置的空洞——眼窝。恐龙头骨化石上的眼窝显示，恐龙的眼睛与现在爬行动物的眼睛类似。在含有恐龙化石的地层中，色素是不可能保存下来的。所以，直到现在，科学家也不能确定恐龙的眼睛是什么颜色的。但是，古生物学家根据现在的爬行动物来推测，恐龙的眼睛大多数应该是灰黑色的。恐龙脑袋里有块很大的隆起的部位，科学家们称之为视叶，根据其头骨的形状，很容易发现这个部位。这可能表明长有大视叶的恐龙视力很好，它们也许在夜晚也能看得很清楚。
恐龙的鼻子
像今天的许多动物一样，恐龙是通过嘴和（或）鼻子呼吸的。恐龙的头骨化石表明其头骨里有两个鼻洞——解剖学称之为“鼻孔”。恐龙的两个鼻洞通向头骨里的鼻腔，那儿长有嗅觉器官。恐龙的头骨化石还显示气流通道从鼻腔向后一直通向头里，以便于呼吸。从研究现今存活的动物所得到的最新证据表明：恐龙的鼻孔，应该长在嘴巴正上方，而不是头部前上方近头顶部的位置。因为，鼻子长在紧靠口部的位置，加上鼻腔较长，可以更好地发挥鼻子的作用——对吸入的空气能较彻底地过滤、湿润和调节冷暖。恐龙的鼻腔可能非常大，最大的鼻腔直径超过50厘米，几乎占据了它们头颅体积的一半以上，具有灵敏的嗅觉。
恐龙的角
恐龙的角会随着其身体的长大而变大，它们不脱落也不更新。恐龙角的结构由两部分组成：骨核与起保护作用的角质表层。角在植食性恐龙中是最普遍的。恐龙可能用角来推倒植物或者刨根为食，抑或是在摆动脑袋时用来威胁敌手，以避免肉体的搏斗。
恐龙的牙齿
恐龙化石遗骸中最常见的要算恐龙身上最硬的部分——恐龙的牙齿。恐龙的牙齿由两种物质构成：牙质和釉质物。恐龙牙齿的形状大小各式各样：短剑式的、剪刀式的、大刀式的、梳子式的、木桩式的、锉刀式的、钉耙式的、钳夹式的和挤压式的等等。有些恐龙，其牙齿的四分之三的部分深藏在颌骨之中，只有四分之一露在外面。另外，一些恐龙只有一到两排牙齿，当这些牙齿脱落时，还会生长出同样的牙齿。而其它恐龙则在一生中要脱落很多次牙齿。恐龙牙齿的形状、数量以及在颌骨上的分布状况能够清楚地说明一个恐龙以什么为食。
恐龙的胃石
与恐龙化石一起被发现的磨光滑了的石头叫做胃石，或者砂囊石，或者胃磨石。所谓胃石，就是恐龙在地面上找到的、有意吞到胃里的石头。胃石在恐龙的胃里就像是石磨，挤压搅拌胃里的食物，把它们磨成松软的浆状以便更好地消化吸收。胃石长期在恐龙的肠胃里摩擦、搅动，它们变得特别光滑、圆溜和亮泽。胃石大小各异，有的比葡萄还小，有的比足球还大。胃石不易风化或磨碎，保存为化石的机会比骨骼多。在地层中，只要发现了胃石，就是没有发现其它化石，古生物学家也能知道恐龙曾在这儿生活过。不久前，美国科学家发明了用激光技术鉴别胃石的方法，能将胃石和鹅卵石区别开来。这样，胃石就不会随随便便被扔掉了。
恐龙的爪子
同现今的许多爬行动物一样，恐龙的指（趾）端都长有爪子或类似的硬组织。恐龙的爪子可能是一种叫做角朊的物质构成的，这也是构成恐龙角的物质，我们人类的手指甲和脚趾甲也都是由这种物质构成的。恐龙的身体大小不同，相应的其爪子的大小和形状就不一样。一些植食性恐龙的脚上长着爪，其形状像马蹄或人的指甲。许多肉食性恐龙靠两条后肢奔跑，前趾上的爪子又长又锋利，跟现在猫的爪子差不多。
恐龙的盔甲
许多种类的恐龙都有保护性的“盔甲”。有些盔甲呈骨板状，深深嵌入皮肤之中。披盔甲的恐龙可能要比没有盔甲、且同样体格的恐龙重两倍。披盔甲的恐龙被分为两类——结节龙类和甲龙类。
恐龙的脚
恐龙的脚随着恐龙的重量、体格及生活习惯的不同而不同。一类恐龙前足生有掌骨和两三个趾骨。掌骨生在掌部上端或腕部下端；每个趾骨末端都长有爪。另一类恐龙后足靠踝关节下端生有跖骨，而不是掌骨。就像大多数爬行动物（以及一些哺乳动物）一样，有的恐龙每只脚上有五趾。而许多快速奔跑的恐龙脚趾数少一些，为的是减轻体重。蜥脚类恐龙可能长有厚实的圆形脚底，它被一层似软垫的纤维组织所包裹。
恐龙的尾巴
恐龙的尾巴形状不同、大小各异，但都是为了适应特定环境而进化出来的。所有的恐龙都有尾巴，然而有些恐龙在意外事故中和受到袭击的过程中可能丢掉了自己的尾巴。科学家在对恐龙尾巴作了深入研究后发现，没有尾巴的恐龙体重虽然减轻了，但在向前运动时，却要比正常的恐龙耗费更多的能量。科学家同时还发现，恐龙的尾巴还能起到“第三条腿”的作用，许多靠后腿站立和奔跑的肉食性恐龙长着粗壮的尾巴来平衡头部和身体的重量。恐龙尾巴的形状、粗细及各种独特的特征，能为人们了解恐龙尾巴的用途提供诸多线索。
恐龙的颜色
现在没有人能准确知道恐龙的颜色是什么样的。现在有几个恐龙皮肤保存良好的化石标本，但是它们都是石头的颜色，这是因为在恐龙变成化石的过程中，它的颜色会慢慢的褪掉，并染上周围岩石的颜色。有些专家认为恐龙的颜色应该和现在的鳄鱼的颜色差不多为土黄色或土绿色。恐龙藏在黄土地上、树丛中以及岩石堆里，它们那土黄色或土绿色的“外衣”能起到很好的伪装作用。还有一些证据表明，有些恐龙的皮肤颜色鲜艳夺目，其目的是吓唬肉食性恐龙，或在繁殖期威胁对手。最近对恐龙皮肤及鳞的研究发现，恐龙皮肤和鳞的表面有些微小的隆起的花纹和包块，这些花纹和包块可以表明恐龙身上的鳞是如何反光的，它们该呈现出什么颜色。
恐龙的大脑
恐龙的头骨化石均保存着空腔，这是恐龙活着时大脑所在的位置，空腔显示出大脑的大小和大致形状。科学家们认为，动物脑部的大小在其身体中所占的比例与该动物的智力水平有一定联系，所以小型肉食兽脚类恐龙是最聪明的，因为它们长了个最大的大脑。在所有的恐龙中，就其与身体的比例而言，剑龙的大脑是人类所知道的最小的大脑，大约只有一个高尔夫球那么大。
恐龙的血温
所谓冷血动物是指没有体内调温系统的动物，身体的温度会随着环境的变化而变化，如蛇和鳄鱼。所谓温血动物是指那些能够调节自身体温的动物，它们的活动性并不像冷血动物那样依赖外界温度，如狮子。
过去，专家们认为所有的恐龙都是冷血动物，但是现在他们并不这样认为。因为大多数恐龙都靠直直的腿站立，这是温血动物普遍的站立姿势，而其它冷血的爬行动物则不是这样；某些小型肉食性恐龙可能进化成了鸟类，既然鸟类是温血动物，这些恐龙也可能是温血动物。不管怎样，值得欣慰的是，恐龙是温血动物还是冷血动物，显微镜在保存完好的化石中观察到的骨头里的细微结构能显示这一点。