Diversi animali vengono comunemente scambiati per dinosauri. Questo perché questi animali possono essere superficialmente simili ai dinosauri in quanto sono anche rettili e di grandi dimensioni o vissuti contemporaneamente ai dinosauri, ma non fanno parte del superordine Dinosauria. Questi animali includono pelycosaur come Dimetrodon (rettili sostenuti dalla vela che vissero oltre 50 milioni di anni prima che i dinosauri diventassero abbondanti), pterosauri (rettili volanti che coesistevano con i dinosauri), plesiosauri, pliosauri (rettili acquatici a collo lungo), ichythosaurs (un altro rettile acquatico con un corpo a forma di pesce) e mosasauri (enormi rettili acquatici che sono i parenti più stretti dei serpenti viventi).
La definizione ufficiale di dinosauro comprende tutti gli archosauri con le zampe erette, i parenti degli arcosauri con le zampe distese, i coccodrilli. Quindi, in un certo senso, i dinosauri possono essere pensati come coccodrilli retti. Tuttavia, questo lignaggio non si è mai evoluto per volare in aria o nuotare nel mare. Invece, queste nicchie erano occupate da altri lignaggi di rettili (cranio a due fori), in particolare plesiosauri e pliosauri. Verso la fine dell’era dei dinosauri, ittiosauri e mosasauri si sono evoluti e hanno vissuto anche nei mari. I plesiosauri esistevano nei mari quasi finché esistevano i dinosauri sulla terra.
Un gruppo di rettili che si è evoluto quasi nello stesso momento dei primi dinosauri erano i pterosauri, precedentemente noti come pterodattili, rettili volanti che alla fine hanno sviluppato ali d’apertura fino a 10 m (33 piedi). Tra loro c’erano i più grandi animali volanti di tutti i tempi, come Quetzalcoatlus e Hatzegopteryx, anche se questi padiglioni alare non erano tipici e i più grandi pterosauri si sono evoluti solo poco prima della fine del Cretaceo, quando tutti i dinosauri si estinsero.
Un altro gruppo importante a volte confuso con i dinosauri sono i pterosauri, i rettili sostenuti dalla vela che vivevano nel periodo Permiano, circa 50 milioni di anni prima che i primi dinosauri camminassero sulla Terra. I pelycosaurs potevano crescere fino a 3 1/2 metri (11 piedi) di lunghezza, sebbene la maggior parte fosse molto più piccola di circa 1 metro (3 piedi) di lunghezza. Pelycosaurs e altri sinapsidi erano solo il secondo grande gruppo di tetrapodi a dominare gli ecosistemi terrestri, dopo rettili basali e anfibi giganti che vivevano durante il tardo carbonifero e il primo permiano. I terapsidi (Permiano / Triassico) erano il terzo, gli arcosauromorfi (Primo Triassico) erano il quarto e i dinosauri erano solo il quinto.