恐龙分为肉食恐龙和素食恐龙两大类。还有一部分恐龙原先是肉食者，后来演变成杂食，荤的素的都吃。同现生动物一样，吃肉的恐龙数量少，吃植物的恐龙数量多，而且占绝大多数。
肉食恐龙中最有名的是霸王龙，此外还有跃龙、恐爪龙、永川龙等。大型肉食龙的主要捕猎对象是大型的植食恐龙，例如梁龙、雷龙、马门溪龙、鸭嘴龙等。
在美国曾发现有肉食龙追逐雷龙的化石足迹。更有趣的是，在一块雷龙的化石骨骼上发现食肉龙啃咬时留下的牙印，并在附近发现了跃龙掉落的牙齿，从而证明跃龙就是“杀害”雷龙的凶手。
小型的肉食龙吃小动物，如小的爬行类、昆虫及哺乳类。一种体型轻巧的小型肉食龙，以偷吃其他恐龙的蛋为生。在蒙古沙漠中的一个恐龙蛋的窝里发现的偷蛋龙化石，便是这类恐龙。
有的恐龙可能专以蚂蚁为食，像现代动物中的食蚁兽一样，通常肉食龙的前肢均很短小，但在蒙古发现的巨手恐龙，其前肢竟达3米长，而且还长有巨大的前爪。有人认为巨手恐龙可能以白蚁为食，巨大的前肢及爪是掏白蚁窝的工具。
吃植物的恐龙有丰盛的食物可以享用，松柏、银杏、苏铁、蕨类等植物，可以满足不同恐龙的不同口味。至于各类恐龙具体吃些什么，学者们还有不同的看法。
有些动物吃植物，另一些则吃肉类——通常是吃那些素食者！恐龙当中有吃肉的，也有吃素的。肉食恐龙可能首先进化出来，捕食其他类型的爬行动物；素食恐龙则由肉食恐龙发展出来。
肉食恐龙都是两脚行走的动物。它们用后腿站立和四处走动，这使它们能跑得快，捕捉到它们的猎物。它们有巨大的撕咬的利牙和伸向前边的能抓捕的双“手”，还有一条粗长的尾巴，以臀部保持身体平衡。所有的肉食恐龙都是据此设计出今天的模型的。
素食恐龙需要有比肉食恐龙更大的肠脏，为的是能消化更多的食物。最初素食恐龙进化出来时，它们沉重的内脏使它们失去身体的平衡。后来，进化出用四肢着地活动的类型，它们发展出长长的脖子，以便能伸出到处觅食。于是，像雷龙那样的长颈素食恐龙的基本形态就进化出来了。
与此同时，另一群素食恐龙则发展成将巨大的内脏垂在后腿之间的两脚素食恐龙。这些恐龙仍能用两脚行走并取得平衡，禽龙和潜冠龙便是两脚的素食恐龙。有些两脚素食恐龙发展出装甲，它们的体重又增加了，于是采取四肢着地的生活方式。这种类型的素食恐龙包括剑龙、三角龙和包头龙。