恐龙的皮肤很难保存为化石。从发现的少数皮肤印膜化石来看，大部分恐龙具有与现生爬行动物相似的皮肤：粗糙坚韧的鳞甲或角质突起。
霸王龙类的肉食恐龙皮肤很粗糙，上面长有一排排高出表面的大鳞片。
梁龙、雷龙、马门溪龙等蜥脚类恐龙的皮肤与蜥蜴近似，有比较粗糙的、颗粒状的鳞片，但比霸王龙平坦。
鸭嘴龙的皮肤上布有多边形的角质突起或小瘤，这种突起在体表各处的大小不同。
剑龙的皮肤上有细小的鳞片，与现生的蛇和蜥蜴差不多。
角龙的皮肤有成排的、大而呈纽扣状的小瘤，从颈部一直排列到尾部。
甲龙的皮肤最有趣，它身披坚硬的甲板。甲板上常长有大的瘤或刺一样的突起，活像古代武士的铠甲。
一些学者推测，较进步的肉食龙，如窄爪龙，皮肤上可能长有毛发之类的东西；有的则可能长有鸟那样的羽毛，这类恐龙大概就是始祖鸟的祖先类型。
恐龙皮肤的结构总算有皮肤印膜化石参考，可皮肤的颜色就难以找到化石依据了。以往，在很多书上，恐龙的皮肤被画成单调的泥棕色、浅灰色或草绿色，这大概是受到哺乳动物皮肤颜色的影响。哺乳动物大都是色盲，因而皮肤颜色比较灰暗。而爬行动物的“外套”，大都有亮丽的颜色。
许多学者认为恐龙是色彩斑斓的动物，并具有伪装色。有些恐龙以颜色互相辨认；有些恐龙把颜色作为夸耀自己的“本钱”，特别在配偶面前，更是不遗余力地显示自己漂亮的色彩。因为现生的很多爬行动物是这样的，恐龙是不是也这样呢？科学家推测，恐龙皮肤的颜色可能还有调节体温的作用。有的恐龙皮肤可能还会变色呢！