Les synapsides comprennent les mammifères et nos lointains ancêtres, y compris les pélycosaures et les thérapsides, tandis que sauropside est un autre mot pour les reptiles. Synapside signifie «arc fusionné», une référence à la structure du crâne. Un autre nom pour un synapside est theropside, qui signifie visage de bête, contrairement à sauropside, qui signifie visage de lézard. Les synapsides sont des sauropsides sont les deux lignées évolutives d’amniotes, qui comprennent tous les tétrapodes non amphibiens et leurs descendants (comme les baleines, qui descendent des tétrapodes mais ont perdu leurs pattes lorsqu’elles sont devenues exclusivement marines). Les premiers synapsides étaient appelés reptiles ressemblant à des mammifères, mais c’est un terme impropre, car ils n’étaient pas du tout des reptiles.
Les synapsides et les sauropsides se sont séparés il y a environ 320 millions d’années, à la fin du Carbonifère. Les deux ressemblaient à de petits lézards. À l’époque, les tétrapodes existaient dans l’eau depuis environ 45 millions d’années et sur terre depuis au moins 20 millions d’années. Les deux sont des amniotes, c’est-à-dire des animaux aux œufs complexes qui peuvent être pondus sur terre, contrairement aux amphibiens, qui doivent pondre leurs œufs dans l’eau. Avant la scission des synapsides et des sauropsides, il y avait des amniotes du groupe souche qui ne rentraient dans aucun des deux groupes. Les amniotes étaient destinés à hériter de la Terre car ce sont les seuls vertébrés terrestres qui peuvent s’aventurer à des distances importantes de l’eau et survivre.
La différence entre les sauropsides et les synapsides est définie en termes d’ouvertures dans leur crâne. Les synapsides ont un trou supplémentaire, utilisé pour réduire le poids du crâne et fournir un point d’attache pour les muscles de la mâchoire. Les sauropsides ont commencé sans trous dans leur crâne, puis ont développé une paire, avec chaque trou derrière les yeux. Initialement, les deux groupes étaient à sang froid (ectothermes).
Depuis la fin du Carbonifère, la colonisation de la terre par de grandes créatures a été une course aux armements évolutive entre les synapsides et les sauropsides. Les synapsides ont pris un bon départ, se diversifiant plus rapidement que les sauropsides et donnant naissance à la plupart des grands animaux du Permien, y compris les pélycosaures à succès, dont certains étaient aussi gros que des camions et avaient les seuls prédateurs au sommet de l’époque.
À la fin du Permien, les plus grandes synapsides se sont éteintes, laissant de nombreuses niches ouvertes à l’exploitation. Les sauropsides en ont profité, donnant finalement naissance aux dinosaures, qui ont dominé la Terre tout au long du Mésozoïque. Il y a environ 65 millions d’années, la situation s’est à nouveau inversée lorsqu’un astéroïde a anéanti tous les dinosaures non aviaires. Les synapsides régnaient à nouveau sur le monde, sous la forme de mammifères. Finalement, les synapsides ont donné naissance aux humains, sans doute le vertébré terrestre le plus évolutif de l’histoire de la vie sur Terre.