恐龙分为两大目：蜥臀目和鸟臀目。两者之间的主要区别在于其腰带的结构。这是依它们的骨盆（又称腰带）构造的不同进行的分类。蜥臀类的骨盆像蜥蜴的骨盆；鸟臀类的骨盆像鸟的骨盆。蜥臀目的意思是“类似蜥蜴的腰带”，鸟臀目的意思是“类似鸟类的腰带”。
鸟臀目恐龙是食草动物。它们的皮肤下面常有骨板，牙齿前面有喙状的骨骼。它们分为四个亚目：
鸟脚亚目，包括禽龙和棱齿龙。这些恐龙的鼎盛期比其他恐龙更长。
剑龙亚目，背上的骨板是其主要特征。
甲龙亚目，包括包头龙、结节龙和古伊犁龙，大多体格强健，四肢短小粗壮，从而令身体贴近地面。
角龙亚目，生存于白垩纪中期较短的一段时期，包括三角龙。
蜥臀目恐龙包括体型最大和最凶猛的恐龙。它们分为三个亚目：
原蜥脚亚目，如板龙，出现于大约两亿两千万年前，灭绝于侏罗纪早期。
蜥脚亚目，恐龙中的巨兽，包括极龙和梁龙，前者直立起来的身高可达17米，后者是有史以来最长的陆地动物。
脚亚目，唯一的食肉恐龙，包括暴龙、恐爪龙和似鸟龙。
鸟臀目分为5大类：鸟脚类、剑龙类、甲龙类，角龙类和肿头龙类。
鸟脚类是鸟臀类中乃至整个恐龙大类中化石最多的一个类群。它们两足或四足行走，下颌骨有单独的前齿骨，牙齿仅生长在颊部，上颌牙齿齿冠向内弯曲，下颌牙齿齿冠向外弯曲。它们生活在晚三叠纪至白垩纪，全都是素食恐龙。
剑龙类，四足行走。背部具有直立的骨板，尾部有骨质刺棒两对，剑龙类主要生活在侏罗纪到早白垩纪，是恐龙类最先灭亡的一个大类。
甲龙类的恐龙体形低矮粗壮，全身披有骨质甲板，以植物为食，主要出现于白垩纪地层。角龙类，是四足行走的素食恐龙。头骨后部扩大成颈盾，多数生活在白垩纪晚期，我国北方发现的鹦鹉嘴龙即属角龙类的祖先类型。
肿头龙类主要特点是头骨肿厚，颥孔封闭，骨盘中耻骨被坐骨排挤，不参与组成腰带。
蜥臀类包括兽脚类和蜥脚类。兽脚类包括所有吃肉的恐龙，如霸王龙、跃龙、永川龙及许多小型的虚骨龙类；蜥脚类包括所有身躯庞大、脑袋很小、长颈长尾的恐龙，它们四足行走，全是吃植物的。著名的有雷龙、梁龙、马门溪龙等。
鸟臀类全部是吃植物的恐龙，有四足行走的，也有两足行走的，可分为鸟脚类、剑龙类、甲龙类和角龙类四类。鸟臀类恐龙中著名的成员有禽龙、鸭嘴龙、沱江龙、华阳龙、甲龙、三角龙等。
按骨盆的构造对恐龙进行分类的方法比较方便，而且已习惯。但这种分类方法也有缺点：近年来科学家发现，有的恐龙的骨盆构造既不完全像蜥蜴，也不完全像鸟。这就让古生物学家为难了。
蜥臀目和鸟臀目分别起源于槽齿类。蜥臀目分为3个亚目：
兽脚亚目：为肉食性恐龙。两足行走，趾端具锐爪，口中具利齿，前后缘有锯齿。霸王龙为著名的代表，我国的永川龙亦属兽脚类。它们生活于晚三叠纪至白垩纪。
古脚亚目：曾被称为原蜥脚类或板龙类。三叠纪晚期的小型至中型恐龙，身体较粗壮，半四足行走，如著名的禄丰龙。
蜥脚亚目：为巨型四足行走的素食恐龙。头小，颈长，尾长，牙齿呈小匙状。生活时可置身水中，以避敌害。主要生活在侏罗纪及白垩纪。如马门溪龙，颈长（颈椎19个）约等于身体的一半。背椎12、荐椎4、尾椎35个以上，数目少于其他种类。颈椎长，微弱后凹型，腰椎后四明显，前16个尾椎为前凹型、后为双平型。前四个背椎神经棘分叉，从第五个开始简单，末端粗壮。荐椎4个，前3个愈合，第四荐椎和前部尾椎的神经棘勺状（前面突出，后面有凹面）。尾椎脉棘从第九个开始前后分叉。肠骨粗壮，耻骨突位于肠骨中央，坐骨纤细，胫腓骨扁平，胫骨近端发育，两者几乎等长。距骨较发育，胫腓关节面深凹，故中央突起高，骨较短小，第一趾特别发达。产于四川、甘肃的晚侏罗纪地层。
鸟臀目包括多种不同类型的恐龙，其间的系统关系并不十分清楚。目前分为5个亚目。
1）鸟脚亚目：是鸟臀目中，甚至是恐龙类中化石最多的一个类群。两足或四足行走，比较不特化。嘴部一般扁平，脸部长，下颌骨前方有单独的前齿骨。牙限于颊部，紧密排列，有一至数排替换齿。股骨长于肱骨。第五趾退化。耻骨的前、后均发育。见于晚三叠纪至白垩纪，以白垩纪最繁盛，是素食性恐龙。如头部无顶饰的（平头类）山东龙和具顶饰的栉龙类青岛龙。山东龙头骨长，后部宽而高，顶面较平，自上颞颥孔后部向前至额骨部分十分向下凹人。齿骨齿列长，有60个～63个齿沟，颊前部无牙部分较长。荐部脊椎10个，其腹侧有较深的直沟。坐骨直长，末端有极微弱扩展的小尖顶。个体巨大，全长约14米多，高约8米。产于山东诸城的晚白垩纪地层。青岛龙头骨鼻部具向上伸长的长棘，其末端加宽，稍分开。头后部有极发育的横棱，上颞孔左右宽。前上颌骨微向上翘起。牙齿数目较少，上颌有齿沟28列，齿骨上有齿沟34个～38个。前齿骨宽。荐椎8个，腹侧有显著的中棱，后部有沟，尾椎较大。前肢小，后肢大。肩胛骨大，末端宽，肱骨长于桡骨。肠骨上部较隆起，坐骨末端呈足状扩大。股骨粗大，略短于胫骨，远端有穿孔。产于山东莱阳的晚白垩世。对于栉龙类多样化顶饰的功能，至今尚无较好的解释。
2）剑龙亚目：四足行走，背部具直立的骨板或骨棒，尾部后端具骨质刺棒两对。头小而低平，脑很小，上颞孔小，侧颞孔大。牙小而扁，前上颌骨无齿。后肢长，前肢短。背神经棘及神经弓向后逐渐加高。肠骨背缘与荐椎愈合加宽，呈屋檐状盖在髋臼部上面，肠骨后突不发育，但前突很长。其荐部神经节巨大，指挥身体后部运动，尤其是尾及后肢。如沱江龙，背部前部具背板，后部具扁锥状骨棒。剑龙类可能是素食者。出现于侏罗纪，可延续到白垩纪初期，是恐龙中最先绝灭的类群。
3）甲龙亚目：体低矮粗壮，行动笨拙。身披厚重骨甲，上颞孔封闭，侧颞孔仅余一小裂隙，牙微弱。四肢较短，后肢稍长于前肢（肱骨为股骨长的四分之三）。甲龙主要发现于白垩纪。
4）角龙亚目：头骨后部扩大，形成颈盾，由顶骨和鳞状骨构成，并分叉而构成角状突起。头骨上常有鼻骨和眶后骨扩大而形成的角。见于白垩纪晚期。如鹦鹉嘴龙，头骨短宽而高，吻部弯曲，似鹦鹉的喙。外鼻孔小，位于头骨背部，眶前孔仅剩一个凹陷。颧骨高而向外侧突出。下颞孔宽。牙齿单列，牙冠低，三叶状，每侧有7枚～9枚。颈短，前肢略长于后肢。肠骨细长，耻骨前突短而纤细。坐骨稍弯曲，远端板状，具不发育的闭孔突。分布于我国及蒙古晚白垩纪。
5）肿头龙亚目：头骨肿厚，颞孔封闭；骨盆中耻骨被坐骨排挤，不参与组成髋臼。如脊顶龙。
恐龙类的两个目均出现于三叠纪晚期。北美的腔骨龙属可以作为蜥臀类的代表，其体长约250厘米，身体轻巧，骨头是空心的，活的动物体重可能不超过20千克；两足行走，后腿十分强壮，形似鸟腿，宜于行走；前肢短，具有灵活的适于攀缘和掠取食物的“手”。身体以臀部为支点保持平衡，尾细长。颈部相当长，前端为结构精巧的头骨。
头骨狭长，有巨大的颞孔和前眼窝。牙齿尖利，深埋在齿槽内，侧扁并带有锯齿，显示了其高度的食肉性，腔骨龙大概以小型或中等大小的爬行类为食物。
骨盆是区别恐龙类系统关系的关键，而腔骨龙的骨盆正是蜥臀型的早期代表。这种恐龙的肠骨向前和向后扩大，并有包好几个脊椎骨的长的荐部接合。耻骨从肠骨两侧向前向下延长，坐骨则向后向下伸展。这两块骨头都较长，而尤其以耻骨为甚，它们和肠骨的接合，中间还通过一种骨质的突起，而不是直接连结的。因此，容纳球状的股骨头的臼窝或关节窝是开孔或穿透式的，而在原始的槽齿类中则是封闭的。
腔骨龙可能代表兽脚类恐龙的基本适应型式，习惯于在干燥的高地上生活。对这种地区的生活条件来说，快跑和动作敏捷在捕食和逃避敌害方面都是头等重要的。
原蜥脚类是相当特化了的蜥臀类，强烈地显示出接近于侏罗纪的巨大的蜥脚类的倾向。板龙这一属尤为典型。这种恐龙体长约6米，已经发展成为大型的爬行类，失掉了较为原始的兽脚类所具有的许多精巧的性质，骨头已不再像较小的恐龙类那样中空。肢体壮大，后脚宽大，不像腔骨龙那种鸟脚状的形状。前肢也次生性的变大。除了两足行走，板龙类也有可能四足行走。相对地说头骨较小和轻巧，牙齿扁而钝，不是尖利的食肉齿型。板龙显然是一种食植物的恐龙，这类恐龙在三叠纪晚期的分布很广。
三叠纪的鸟臀类的化石被发现的不多。南非晚三叠纪的沉积岩层中发现了一些鸟臀类恐龙，畸齿龙。这是一种很小的用两足行走的恐龙，头骨长约10厘米，有一个被压低了的颌关节，在下颌的前方有一个分离开的，无牙齿的前齿骨（这是鸟臀类恐龙的最显著的特征之一），上、下颌的边缘均有小的、较特化的牙齿，适合于切割和断裂植物性的食物；下颌的前方，有一个大的“犬齿”。头后骨骼及其他的特征也都是典型鸟臀化的，骨盆是典型的鸟臀式的，其耻骨与坐骨相平行并相连结。
知识小贴士：动物分类学
动物分类学是根据自然界动物的形态、身体内部构造、胚胎发育的特点、生理习性、生活的地理环境等特征，进行综合研究，将特征相同或相似的动物归为一类，并给它们命名的学科。它是动物学的一个分支学科，它主要以动物的种类、种类之间的亲缘关系、动物界起源和演化等为研究对象。
要识别成千上万种动物，给予其适当的名称，并在动物王国的“家谱”中按适当的顺序排名，这就是动物分类学家所做的种类鉴别和编目。目前，动物分类学家根据动物的各种特征（形态、细胞、遗传、生理、生化、生态和地理分布）进行分类，即自然分类法，将动物依次分为各种等级。即界、门、纲、目、科、属、种等七个主要等级。其中种是分类所用的基本单位。每一种动物，都可以给它们在这个等级序列中冠以适当的名称和位置。分类等级中，科学工作者使用时为了更精确地表达种的分类地位，还将原有的阶元进一步细分，在上述的分类阶元之间加入另外一些阶元，以满足科学工作的需要。因此，在实际工作中，一般采用的分类附元如下：界、门、亚门、总纲、纲、亚纲、总目、目、亚目、总科、科、亚科、属、亚属、种、亚种。
以霸王龙为例，霸王龙属于动物界、脊索动物门、蜥形纲、蜥臀目、兽脚亚目、暴龙科、暴龙属、雷克斯暴龙。
