Los sinápsidos incluyen mamíferos y nuestros ancestros lejanos, incluidos pelicosaurios y terápsidos, mientras que sauropsidos es otra palabra para reptiles. Synapsid significa «arco fusionado», una referencia a la estructura del cráneo. Otro nombre para un sinápsido es terópsido, que significa «cara de bestia», en contraste con saurópsido, que significa «cara de lagarto». Los sinápsidos son los saurópsidos que son los dos linajes evolutivos de los amniotas, que incluye a todos los tetrápodos no anfibios y sus descendientes (como las ballenas, que descendieron de los tetrápodos pero perdieron sus patas cuando se volvieron exclusivamente marinos). Los primeros sinápsidos solían llamarse «reptiles similares a los mamíferos», pero este es un nombre inapropiado, ya que no eran reptiles en absoluto.
Los sinápsidos y los saurópsidos se separaron hace aproximadamente 320 millones de años, durante el período Carbonífero tardío. Ambos parecían pequeños lagartos. En ese momento, los tetrápodos habían existido en el agua durante unos 45 millones de años y en la tierra durante al menos 20 millones de años. Ambos son amniotas, es decir, animales con huevos complejos que pueden depositarse en tierra, a diferencia de los anfibios, que deben poner sus huevos en el agua. Antes de que los sinápsidos y los saurópsidos se dividieran, había algunos amniotas de grupos troncales que no encajaban en ninguno de los grupos. Los amniotes estaban destinados a heredar la Tierra porque son los únicos vertebrados terrestres que pueden aventurarse a distancias significativas del agua y aún sobrevivir.
La diferencia entre saurópsidos y sinápsidos se define en términos de las aberturas en su cráneo. Los sinápsidos tienen un orificio adicional, que se usa para reducir el peso del cráneo y proporcionar un punto de unión para los músculos de la mandíbula. Los saurópsidos comenzaron sin agujeros en el cráneo, luego desarrollaron un par, con cada agujero detrás de los ojos. Inicialmente, ambos grupos eran de «sangre fría» (ectotérmicos).
Desde finales del Carbonífero, la colonización de la tierra por grandes criaturas ha sido una carrera armamentista evolutiva entre sinápsidos y saurópsidos. Los sinápsidos tuvieron un gran comienzo, se diversificaron más rápidamente que los saurópsidos y dieron lugar a la mayoría de los animales grandes del Pérmico, incluidos los exitosos pelicosaurios, algunos de los cuales eran tan grandes como camiones y tenían los únicos depredadores ápice de la época.
Al final del Pérmico, los sinápsidos más grandes se extinguieron, dejando muchos nichos abiertos a la explotación. Los saurópsidos se aprovecharon, dando lugar finalmente a los dinosaurios, que dominaron la Tierra a lo largo del Mesozoico. Hace unos 65 millones de años, las tornas volvieron a cambiar, cuando un asteroide acabó con todos los dinosaurios no aviares. Los sinápsidos volvieron a gobernar el mundo, en forma de mamíferos. Finalmente, los sinápsidos dieron origen a los humanos, posiblemente el vertebrado terrestre con mayor éxito evolutivo en la historia de la vida en la Tierra.