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Los dinosaurios siempre han sido un grupo muy variado de animales; según un estudio realizado en 2006, hasta la fecha (2014) se han identificado con certeza más de 500 géneros de dinosaurios no aviares, y se ha estimado en alrededor de 1850 el número total de géneros que se conservan en el registro fósil, casi el 75% de los cuales aún no ha sido descubierto.7​ Un estudio anterior predijo que existían alrededor de 3.400 géneros de dinosaurios, incluyendo muchos que no se han conservado en el registro fósil.21​ A 17 septiembre de 2008, se han nombrado 1.047 especies diferentes de dinosaurios.8​ Algunos eran herbívoros, otros carnívoros, incluyendo granívoros, ictiófagos, insectívoros y omnívoros. Aunque los dinosaurios eran ancestralmente bípedos (al igual que todas las aves modernas), algunas especies prehistóricas eran cuadrúpedas, y otras, como Ammosaurus e Iguanodon, podían caminar con la misma facilidad en dos o cuatro patas. Las modificaciones craneales como cuernos y crestas son rasgos comunes de dinosaurios, y algunas especies extinguidas tenían armadura ósea. Aunque conocidos por su gran tamaño, muchos dinosaurios del Mesozoico eran del tamaño de un ser humano o menor, y las aves modernas son en general de pequeño tamaño.

Hoy en día se encuentran dinosaurios enterrados en todos los continentes, y los fósiles muestran que habían logrado la distribución global por lo menos durante el período Jurásico temprano.9​ Las aves modernas habitan en la mayoría de los hábitats disponibles, desde terrestres hasta marinos y existe evidencia de que algunos dinosaurios no aviares (como el Microraptor) podrían volar o al menos planear y otros, como los espinosáuridos, tenían hábitos semiacuáticos.22​