Khủng long là archosauria (thằn lằn chúa), nhóm bao gồm cá sấu hiện đại. Trong nhóm archosauria, khủng long được phân biệt chủ yếu bởi dáng đi của chúng. Chân khủng long ở ngay dưới cơ thể chúng, trong khi chân thằn lằn và cá sấu chỉa ra sang hai bên.[23]

Nói chung, khủng long là một nhánh được chia thành hai phần Saurischia và Ornithischia. Saurischia gồm các loài khủng long có chung tổ tiên gần với chim hơn Ornithischia, trong khi Ornithischia có chung tổ tiên với Triceratops hơn Saurischia. Về mặt giải phẫu, hai nhóm này có thể được phân biệt rõ rệt nhất bởi cấu trúc xương chậu của chúng. Saurischia thời kỳ đầu - "hông thằn lằn", từ tiếng Hy Lạp sauros (σαῦρος) có nghĩa là "thằn lằn" và ischion (ἰσχίον) có nghĩa là "khớp hông" - giữ lại cấu trúc hông tổ tiên của chúng, với xương mu hướng về phía trước.[30] Hình thức cơ bản này đã được sửa đổi bằng cách xoay các xương mu về phía sau ở các mức độ khác nhau trong một số nhóm (Herrerasaurus,[47] Therizinosauroid, và chim[48]). Saurischia bao gồm các loài khủng long chân thú (đi bằng hai chân và với nhiều chế độ ăn khác nhau) và khủng long dạng chân thằn lằn (động vật ăn cỏ cổ dài bao gồm các nhóm bốn chân tiên tiến).[49][50]

Ngược lại, Ornithischia - "hông chim", từ tiếng Hy Lạp ornitheios (ὀρνίθειος) nghĩa là "thuộc về chim" và ischion (ἰσχίον) có nghĩa là "khớp hông" - có một cấu trúc khung chậu trông giống ở chim: xương mu định hướng chĩa ra sau. Không giống như các loài chim, Ornithischia cũng thường có một mỏm xương hướng về phía trước. Ornithischia bao gồm nhiều loài chủ yếu là động vật ăn cỏ. (chú thích: thuật ngữ "hông thằn lằn" và "hông chim" là những cách hiểu sai - loài chim tiến hóa từ khủng long với "hông thằn lằn".)[23]

• khung chậu của Saurischia (bên trái)
• cấu trúc khung chậu của Tyrannosaurus (cho thấy cấu trúc hông thằn lằn – bên trái)
• khung chậu Ornithischia (bên trái)
• cấu trúc khung chậu của Edmontosaurus (cho thấy cấu trúc hông chim – bên trái)

Phân loại

Phân loại rút gọn dưới đây của các nhóm khủng long dựa trên quan hệ tiến hóa, sắp xếp dựa trên danh sách khủng long Đại Trung Sinh của Holtz (2008).† biểu thị cho nhóm không còn thành viên sinh tồn.

• Dinosauria

• Saurischia ("hông thằn lằn"; bao gồm Theropoda và Sauropodomorpha)

• †Herrerasauria (khủng long ăn thịt đi hai chân sớm)
• Theropoda (tất cả đi hai chân; hầu hết ăn thịt)

• †Coelophysoidea (nhỏ, khủng long chân thú sớm, gồm Coelophysis và họ hàng)
• †Dilophosauridae (có mào, khủng long chân thú ăn thịt sớm)
• †Ceratosauria (có sừng, thú ăn thịt hàng đầu của các lục địa phía Nam trong kỷ Phấn Trắng)
• Tetanurae ("đuôi cứng"; bao gồm hầu hết khủng long chân thú)

• †Megalosauroidea (nhóm khủng long khổng lồ ăn thịt sớm)
• †Carnosauria (Allosaurus và họ hàng)
• Coelurosauria (nhóm khủng long có lông vũ, kích thước đa dạng và chiếm nhiều hốc sinh thái)[51]

• †Compsognathidae (coelurosauria sớm phổ biến với chi trước ngắn đi)
• †Tyrannosauridae (Tyrannosaurus và họ hàng, chi trước ngắn)
• †Ornithomimosauria ("giống như đà điểu"; hầu hết không có răng, có thể ăn thịt hoặc cỏ)
• †Alvarezsauroidea (ăn côn trùng, chi trước có vuốt lớn)
• Maniraptora ("bắt bằng tay"; có tay với ngón tay gầy và dài)

• †Therizinosauria (ăn cỏ, sở hữu các móng vuốt lớn và cái đầu nhỏ)
• †Oviraptorosauria (hầu hết không có răng, lối sống và thức ăn chưa rõ ràng)
• †Archaeopterygidae (khủng long có cánh hoặc chim nguyên thủy)
• †Deinonychosauria (cỡ nhỏ đến trung bình, giống chim, ăn thịt và có vuốt to ở chân)
• Avialae (chim hiện đại và họ hàng đã tuyệt chủng)

• †Scansoriopterygidae (avialan sơ khai cỡ nhỏ, có ba móng vuốt ở chi trước)
• †Omnivoropterygidae (avialan sơ khai cỡ lớn, đuôi nhỏ)
• †Confuciusornithidae (avialan cỡ nhỏ không có răng)
• †Enantiornithes (avialan sơ khai sống trên cây, biết bay)
• Euornithes (chim biết bay tân tiến)

• †Yanornithiformes (chim kỷ Phấn Trắng ở Trung Quốc có răng)
• †Hesperornithes (chim lặn)
• Aves (chim hiện đại)

• †Sauropodomorpha (ăn thực vật với đầu nhỏ, cổ và đuôi dài)

• †Guaibasauridae (nhỏ, sơ khai, ăn tạp)
• †Plateosauridae (sơ khai, đi bằng hai chân)
• †Riojasauridae (sơ khai, nhỏ)
• †Massospondylidae (sơ khai, nhỏ)
• †Sauropoda (khủng long bốn chân kích cỡ khổng lồ và rất nặng)

• †Vulcanodontidae (khủng long chân thằn lằn sơ khai với bôn chân hình cột)
• †Eusauropoda ("khủng long chân thằn lằn thật sự")

• †Cetiosauridae ("thằn lằn cá voi")
• †Turiasauria (nhóm chân thằn lằn từ Châu Âu vào kỷ Tam Điệp và Phấn Trắng)
• †Neosauropoda ("khủng long chân thằn lằn mới")

• †Diplodocoidea (đuôi và cổ cực dài, răng rất hẹp và giống bút chì)
• †Macronaria (hộp sọ vuông vắn, răng hình cái thìa hoặc bút chì)

• †Brachiosauridae (cổ dài, chi trước cao hơn)
• †Titanosauria (đa dạng; nặng cân, hông rộng; phổ biến ở các lục địa phía Nam vào kỷ Phấn Trắng)

• †Ornithischia ("hông chim"; ăn thực vật)

• †Heterodontosauridae (chân chim nguyên thủy nhỏ ăn tạp có răng giống răng nanh)
• †Thyreophora (bốn chân, mang giáp tự vệ)

• †Ankylosauria (có giáp, vài loài có đuôi trùy)
• †Stegosauria (có gai hoặc tấm sừng trên lưng)

• †Neornithischia ("hông chim mới")

• †Ornithopoda (bốn hoặc hai chân, ăn thực vật; phát triển cách nghiền thức ăn sử dụng sự dẻo dai của hộp sọ và nhiều răng)
• †Marginocephalia (phân biệt nhờ đặc điểm của đầu)

• †Pachycephalosauria (hai chân, đầu dày hoặc có bướu trên đầu)
• †Ceratopsia (bốn chân, đầu có diềm; nhiều loài có sừng)