Há evidências de que os dinossauros não tinham uma dieta única, uniforme e universal, mas sim uma grande variedade de hábitos alimentares, com evidências que apoiam a ideia de que todas as espécies carnívoras, herbívoras e onívoras existiam. Diferentes estilos de alimentação também eram prováveis, com algumas espécies carnívoras caçando presas, como mamíferos e pequenos répteis, enquanto outros carnívoros podem ter sido necrófagos oportunistas. Provavelmente havia até uma boa variedade de dieta alimentar entre os dinossauros herbívoros, que podem ter constituído a maioria de todas as espécies de dinossauros.
Os dinossauros viveram na Terra por mais de 130 milhões de anos e, durante esse tempo, o planeta passou por algumas mudanças dramáticas que podem ter influenciado a dieta dos dinossauros. Por exemplo, acredita-se que os dinossauros herbívoros posteriores se alimentaram de plantas com flores que produziam frutos, enquanto as espécies anteriores de herbívoros podem ter se concentrado mais em árvores coníferas, musgos e samambaias.
O registro fóssil mostra que mesmo grupos menores de dinossauros, como os terópodes, podem ter apresentado uma grande variedade de preferências alimentares entre as diferentes espécies, tornando ainda mais difícil caracterizar a dieta de um único dinossauro. Além disso, os cientistas não conseguiram determinar o que alguns dinossauros, como o desdentado Oviraptorosauria, podem ter comido.