侏罗纪（约2亿年前——1.46亿年前）是裸子植物的极盛期。
无脊椎动物以菊石、双壳类、箭石、腹足类、叶肢介、介形虫、六射珊瑚、棘皮动物的海胆为主。
软骨硬鳞鱼类在侏罗纪已开始衰退，被全骨鱼代替。
三叠纪晚期出现的一部分最原始的哺乳动物，经过侏罗纪早期的多样性发展，发展出许多新的门类。其中以多瘤齿兽类为主要的植食性哺乳动物；侏罗纪中期出现的古兽类是有袋类和有胎盘哺乳动物的祖先。
但是在肉食性恐龙的威胁下，大多数哺乳动物在侏罗纪晚期已濒于绝灭，所有的大型动物都被肉食性恐龙淘汰了。当时君临陆地的大小恐龙占据了绝大部分的生态位。
侏罗纪晚期出现了最早的有胎盘哺乳动物，这些动物属于食虫目。食虫动物体型多如小鼠或小型大鼠，主要以昆虫、其他节肢动物和蚯蚓维生。食肉目、翼手目、啮齿目都是由早期的食虫目分化出来的。食虫目包括猬、金鼹、鼹鼠、鼩鼱、刺毛鼩猬、毛猬、古巴鼩和马达加斯加猬，现代的刺猬是它们的后裔。
习惯夜间生活的哺乳动物（昼间生活的都已经被淘汰），避开了白日恐龙的袭击，适应夜间生活的温血体质（冷血动物夜间会冻死），能够躲在地下洞穴中的老鼠般大小的身体（大的哺乳动物已经送到了恐龙的嘴里），且食量很小（食量多的进食时间太长，以致需要在洞外活动更长时间，增加了遇到敌人的危险），可以很快填饱肚子。这些特点使得其在侏罗纪和白垩纪的漫长时间中发展了庞大的数量，以致能够有少部分逃过白垩纪末期恐龙灭绝的灾难。
恐龙的另一类型——蜥臀类在侏罗纪有两类最为繁盛：一类是食肉的恐龙，另一类是笨重的植食恐龙。
海生的爬行类中主要是鱼龙及蛇颈龙，它们成为海洋环境中不可忽视的成员。
恐龙成为陆地的统治者。鸟臀类恐龙除一些早期类群外，都是四足行走，并且全都是吃植物的。由于鸟臀类恐龙性情温和，不具进攻性因而往往成为肉食性恐龙的果腹之物。
剑龙类，四足行走背部具有直立的骨板，尾部有骨质刺棒两对。
甲龙类的恐龙体形低矮粗壮，全身披有骨质甲板，以植物为食。
角龙类，是四足行走的素食恐龙。头骨后部扩大成颈盾。
肿头龙类主要特点是头骨肿厚，颥孔封闭，骨盘中耻骨被坐骨排挤，不参与组成腰带。
兽脚亚目特征：肉食性，两足行走，趾端
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