Vispārīgi runājot, pastāvēja divas dinozauru kārtas: putnu gurnu un ķirzaku. Dinozauri ar putnu gurniem (ornitiķi) sastāvēja no dažādiem zālēdājiem, tostarp Stegosaurus, Triceratops, Ankylosaurus hadrosaurs (pīles knābja dinozauri) un dinozauriem ar biezām galvām, piemēram, Dracorex. Pie dinozauriem ar ķirzaku gurniem (saurischians) piederēja teropodi, kas ietvēra visus gaļēdājus dinozaurus, un sauropodi, kas bija lielākie dzīvnieki, kas jebkad ir staigājuši pa Zemi.
Dinozaurs attīstījās no arhozauru priekštečiem vidējā triasa periodā, aptuveni pirms 230 miljoniem gadu, neilgi pēc lielākās masveida izmiršanas Zemes vēsturē. Arhozauri ir grupa, kurā ietilpst mūsdienu putni un krokodili, taču tajā laikā tiem bija vispārēji reptiļveidīgs izskats. Arhozauru kopīgās iezīmes ir zobi, kas ievietoti ligzdās, īpaši caurumi galvaskausā, lai samazinātu svaru, un papildu iegriezumi augšstilba kaulā muskuļu stiprinājumiem. Dinozauri būtībā ir tikai arhozauru rāpuļi ar ekstremitātēm, kas atrodas stāvus zem ķermeņa.
Ātri dinozauri sadalījās dažādos ķermeņa veidos. Tiek uzskatīts, ka senākais dinozaurs bija mazs, divkājains plēsējs. Apmēram pirms 215 miljoniem gadu izzušanas notikums iznīcināja daudzus dinozauru lielākos konkurentus, tostarp bazālos arhozaurus un zīdītāju priekštečus, terapīdus. Pirms šīs izzušanas dinozauri veidoja tikai 1–2% no sauszemes dzīvniekiem, un pēc tam tie veidoja 50–90%. Dinozauri dažādoja, lai aizpildītu tukšās nišas, tostarp vidēja izmēra plēsēji, lielie plēsēji, vidēja izmēra zālēdāji, lielie zālēdāji utt.
Lai gan dinozauri dažādojās jau agri, to izmērs palielinājās tikai pēc triasa un juras laikmeta izzušanas pirms 200 miljoniem gadu, kas vēl agresīvāk iznīcināja atlikušos dinozauru konkurentus. Agrākie dinozauri bija “mazie” (līdz 20 pēdām) zauropodi, kuriem bija garš kakls un staigāja uz četrām kājām, kas ēda augus, un plēsīgie teropodu dinozauri (ar ķermeņa plānu, kas virspusēji līdzīgs T. rex, kas bija tikai aptuveni cilvēkiem.
Visā Juras perioda laikā dinozauri dažādojās vēl iespaidīgāk. Plēsēju un upuru mijiedarbība izraisīja daudzus pielāgojumus abās pusēs: zālēdāji dinozauri ieguva vai nu ekstrēmus izmērus, vai arī unikālus bruņu vai ieroču izvietojumus, piemēram, astes nūjas vai tapas. Plēsēji kļuva lielāki un gudrāki, ar lielākiem zobiem, stiprākiem žokļiem un garāku galvu, lai tos turētu. Tas vainagojās ar tādiem milžiem kā T. rex.