在鳥和蝙蝠出現之前，最早會飛的脊椎動物是爬行動物，我們稱之為翼龍類群。翼龍類群的雙翼由大型皮膜構成，並由極長的第四指末端撐開延展到身體和後肢部分。翼龍類群包括喙嘴龍類和翼手龍類。早期的喙嘴龍類比較原始，頭骨較重，嘴中長滿長而尖利的牙齒，喙嘴龍、雙型齒翼龍、無尾鱷翼龍是其中的典型代表，而後來逐漸演化出來的翼龍則被歸屬為翼手龍類。
喙嘴龍類
喙嘴龍類是已知最早的翼龍類群，大多具有發達的視覺和良好的平衡感。根據出土的化石可以看出，喙嘴龍類的眼睛都很大，視力發達。
此外，通過對喙嘴龍顱骨化石的研究發現，它們用來控製運動的腦部神經發育良好，腦中各個部位的生長位置也接近於現生的鳥類。古生物學家推測，正是因為具有了這些特征，喙嘴龍類才能在天空翱翔。
雙型齒翼龍
雙型齒翼龍是喙嘴龍類的典型代表。化石顯示，雙型齒翼龍生有一個超過1米的巨大頭顱，幾乎和它的軀幹一樣長。前肢上還長有利爪和能抓握的第五趾，可以用來攀緣。
當然，最引人注目的還是那條長長的骨質尾巴，它大約占據了身體全長的三分之一，末端還生有一個小小的菱形片，可以起到舵的作用，幫助雙型齒翼龍在飛行時改變方向。
翼手龍類
翼手龍類起源於侏羅紀晚期，在白堊紀達到鼎盛，成為天空中當之無愧的主宰者。它們的頭骨比較輕，尾巴已經基本退化或消失。有些翼手龍類沒有牙齒，有的則生有數百枚刺須狀牙齒，用於捕捉魚類。研究表明，翼手龍類的飛行能力明顯比喙嘴龍類強了很多，不過它們的行走能力很弱，大多數時間都是四肢著地行走。
風神翼龍
風神翼龍生活在白堊紀晚期，是翼手龍家族中最負盛名的成員。作為有史以來最大的飛行動物，無論是外形和還是習性，風神翼龍都與它的前輩有所不同。首先，風神翼龍喙的前端呈鈍狀，脖子和腿都很長，類似於現在的鶴或鸛。其次，風神翼龍的雙翼上並沒有羽毛，而是生有一層皮膜，類似於現生蝙蝠的翅膀。7500萬年前，它們就是撲打著這樣一對巨大的翅膀，翱翔在天空上的。
無齒翼龍
無齒翼龍是翼手龍類的一種，頭部很大，頭頂上長有一個大大的向後伸出的骨冠，喙部很長，喉頸部有皮囊，嘴裏完全沒有牙齒，可能會像現在的鵜鶘一樣用大嘴吞食魚類。據推測，無齒翼龍不能長時間地展翅飛行，而必須要借助高空氣流滑翔。休息時，它可能像蝙蝠那樣用後肢倒掛在樹枝上，也能收攏翅膀用四肢在地麵上做短距離爬行。