恐龙类动物出现在距今约2.25亿年的三叠纪，经过侏罗纪，消失于距今约6500万年的白垩纪，前前后后有着1.5亿年的历史，但人类直到相当晚的时候才知道有过恐龙的存在。
人类发现恐龙是从研究恐龙化石开始的。
19世纪以来，研究岩石中的动物、植物化石并解释它们存在的一门特殊科学已经发展起来，这门介于生物学和地质学之间的学科，被称为古生物学。当时，经过与宗教和迷信的长期斗争，人们对于化石的本质有了较正确的认识，但那时候许多古生物学家还是“业余”的，英格兰的曼特尔就是其中的一个。
曼特尔的主要职业是乡村医生，但他和他的妻子都爱好收集化石标本。1822年的一天，他的妻子陪他一同出诊，当他在为病人诊治时，他的妻子在屋外修路的工地上发现了一些奇特的牙齿化石。曼特尔描述说，这是一些很大的牙齿，根据牙冠被磨光的斜面来判断，很像是某种大型“厚皮兽类”已经磨损的门齿的一部分。曼特尔医生追踪找到了出产这批化石的采石场，他希望能找到这种兽类的其他部分的骨骼化石，但他未能成功。
这种牙齿化石出现在白垩纪铁砂组的岩层中，这使研究化石的专家们感到很惊异，因为这个地层太古老了，当时认为，在这个地层中根本不可能有哺乳动物的化石。
作为一名科学家，曼特尔对这种与当时传统观念不符合的发现持慎重态度，他希望在正式展示他的发现之前，多听听同行的意见，更希望得到著名专家的指点和支持。在伦敦召开的一次学术会议上，曼特尔把他发现的牙齿化石给三位著名的专家看过，这三位专家的回答使曼特尔失望，他们断言他的发现“没有什么特别的意义”。曼特尔并不甘心，他把一颗牙齿化石送到巴黎，请当时负有盛名的解剖学家巴龙·居维叶作鉴定，居维叶给他的答复说：“这是犀牛的一颗上牙。”
由于权威人士的断然否定，曼特尔明智地推迟了自己著作的发表时间。他把自己发现的牙齿化石带到了伦敦的亨特利安博物馆，与馆藏的各种化石标本进行了比较，结果未能找到与他发现的牙齿化石类似的标本。帮助曼特尔进行研究的一位青年科学家斯特契贝雷发现曼特尔找到的牙齿化石与他正在研究的中美洲生存的一种名叫大鬣蜥的牙齿很相似。普通的大鬣蜥只有4英尺（约1.2米）长，按牙齿的比例类推，曼特尔发现的“大蜥蜴”体长可达40英尺（约12米），显然这是一种已经灭绝了的巨大的食草爬行动物。
曼特尔将这种动物命名为“禽龙”。1825年，他在英国皇家学会会刊发表的一篇简报中，报道了关于禽龙化石的发现，这篇文章可以说是第一篇正式发表的关于恐龙的论文。
以后，恐龙之类的化石又陆续有所发现。1842年，英国古生物学家欧文为了说明在中生代地层中发现的陆栖的大型爬行动物，首先创建了“Dinosaur”（恐龙）这一名称。该词是由“Deinos”（恐怖的）和“Sauros”（蜥蜴）组成的，意思是“恐怖的蜥蜴”，因为我国一向有关于“龙”的传说，所以译为“恐龙”了。
自从恐龙名称问世，已经使用了150多年。在初期发现的恐龙个体比较巨大，看上去有点“恐怖”，因此叫恐龙。其实，现在知道，恐龙也有小的，有的甚至只有小狗或公鸡那么大，显然无须“恐怖”。即便是大个体的恐龙，也不是个个都“凶暴”，它们中的大多数是吃食植物、性情温顺的恐龙。因此，如果我们现在仍然认为恐龙全都是恐怖的动物，实际上是对恐龙知之甚少的一种不公正看法。
现在，古生物学上所说的恐龙，不是生物分类的专门名称，而是一种通俗的叫法而已。即便是通俗叫法，恐龙也不是所有用“龙”命名的古代爬行动物的代名词。这个概念有人常常混淆了，以致有时误将蛇颈龙、鱼龙和翼龙等也叫做恐龙。所谓恐龙，科学上指的是中生代爬行动物中的两大类，一类叫蜥臀类，一类叫鸟臀类。两类又各自有许多分支。虽然两类合起来叫恐龙，但它们之间的构造特征差别很大。如骨盆结构，一类为三射型，与蜥蜴的相似，所以叫蜥龙类；另一类为四射型，与鸟类的相似，所以叫鸟龙类。它们之间的亲缘关系相去甚远，其差异不亚于现在哺乳动物中的牛和马。它们本来就不是一个“家族”，各自发生以后，很快分道扬镳，朝着不同的方向分化发展了。