恐龍類動物出現在距今約2.25億年的三疊紀，經過侏羅紀，消失於距今約6500萬年的白堊紀，前前後後有著1.5億年的曆史，但人類直到相當晚的時候才知道有過恐龍的存在。
人類發現恐龍是從研究恐龍化石開始的。
19世紀以來，研究岩石中的動物、植物化石並解釋它們存在的一門特殊科學已經發展起來，這門介於生物學和地質學之間的學科，被稱為古生物學。當時，經過與宗教和迷信的長期鬥爭，人們對於化石的本質有了較正確的認識，但那時候許多古生物學家還是“業餘”的，英格蘭的曼特爾就是其中的一個。
曼特爾的主要職業是鄉村醫生，但他和他的妻子都愛好收集化石標本。1822年的一天，他的妻子陪他一同出診，當他在為病人診治時，他的妻子在屋外修路的工地上發現了一些奇特的牙齒化石。曼特爾描述說，這是一些很大的牙齒，根據牙冠被磨光的斜麵來判斷，很像是某種大型“厚皮獸類”已經磨損的門齒的一部分。曼特爾醫生追蹤找到了出產這批化石的采石場，他希望能找到這種獸類的其他部分的骨骼化石，但他未能成功。
這種牙齒化石出現在白堊紀鐵砂組的岩層中，這使研究化石的專家們感到很驚異，因為這個地層太古老了，當時認為，在這個地層中根本不可能有哺乳動物的化石。
作為一名科學家，曼特爾對這種與當時傳統觀念不符合的發現持慎重態度，他希望在正式展示他的發現之前，多聽聽同行的意見，更希望得到著名專家的指點和支持。在倫敦召開的一次學術會議上，曼特爾把他發現的牙齒化石給三位著名的專家看過，這三位專家的回答使曼特爾失望，他們斷言他的發現“沒有什麼特別的意義”。曼特爾並不甘心，他把一顆牙齒化石送到巴黎，請當時負有盛名的解剖學家巴龍·居維葉作鑒定，居維葉給他的答複說：“這是犀牛的一顆上牙。”
由於權威人士的斷然否定，曼特爾明智地推遲了自己著作的發表時間。他把自己發現的牙齒化石帶到了倫敦的亨特利安博物館，與館藏的各種化石標本進行了比較，結果未能找到與他發現的牙齒化石類似的標本。幫助曼特爾進行研究的一位青年科學家斯特契貝雷發現曼特爾找到的牙齒化石與他正在研究的中美洲生存的一種名叫大鬣蜥的牙齒很相似。普通的大鬣蜥隻有4英尺（約1.2米）長，按牙齒的比例類推，曼特爾發現的“大蜥蜴”體長可達40英尺（約12米），顯然這是一種已經滅絕了的巨大的食草爬行動物。
曼特爾將這種動物命名為“禽龍”。1825年，他在英國皇家學會會刊發表的一篇簡報中，報道了關於禽龍化石的發現，這篇文章可以說是第一篇正式發表的關於恐龍的論文。
以後，恐龍之類的化石又陸續有所發現。1842年，英國古生物學家歐文為了說明在中生代地層中發現的陸棲的大型爬行動物，首先創建了“Dinosaur”（恐龍）這一名稱。該詞是由“Deinos”（恐怖的）和“Sauros”（蜥蜴）組成的，意思是“恐怖的蜥蜴”，因為我國一向有關於“龍”的傳說，所以譯為“恐龍”了。
自從恐龍名稱問世，已經使用了150多年。在初期發現的恐龍個體比較巨大，看上去有點“恐怖”，因此叫恐龍。其實，現在知道，恐龍也有小的，有的甚至隻有小狗或公雞那麼大，顯然無須“恐怖”。即便是大個體的恐龍，也不是個個都“凶暴”，它們中的大多數是吃食植物、性情溫順的恐龍。因此，如果我們現在仍然認為恐龍全都是恐怖的動物，實際上是對恐龍知之甚少的一種不公正看法。
現在，古生物學上所說的恐龍，不是生物分類的專門名稱，而是一種通俗的叫法而已。即便是通俗叫法，恐龍也不是所有用“龍”命名的古代爬行動物的代名詞。這個概念有人常常混淆了，以致有時誤將蛇頸龍、魚龍和翼龍等也叫做恐龍。所謂恐龍，科學上指的是中生代爬行動物中的兩大類，一類叫蜥臀類，一類叫鳥臀類。兩類又各自有許多分支。雖然兩類合起來叫恐龍，但它們之間的構造特征差別很大。如骨盆結構，一類為三射型，與蜥蜴的相似，所以叫蜥龍類；另一類為四射型，與鳥類的相似，所以叫鳥龍類。它們之間的親緣關係相去甚遠，其差異不亞於現在哺乳動物中的牛和馬。它們本來就不是一個“家族”，各自發生以後，很快分道揚鑣，朝著不同的方向分化發展了。