支序分析是一种基于生物进化系谱图的分支给同一祖先的所有生物分类的方法。那些有着共同祖先——因此有着相似特点的动物——被归入一个被称为进化枝的分类群。通过支序分析，我们发现所有的恐龙都具有很多共同的特点。事实上，这些爬行动物被定义成有着同一祖先的单源群。现代支序分析“测试”的发展，可以将真正的恐龙从与它们同时期的紧密相关的非恐龙物种中区分出来。

用支序分析法来看，一个爬行动物若是恐龙，那么它的石化骨骼上会有一些特定表征，包括以下几点：肱骨上有细长的三角嵴；在前脚的第四趾上有三个或更少的趾骨；没有后额骨；胫骨上有嵴；三个或更多的骶椎；一个完全开放的膝盖骨；在股骨上有一个球状的头；在距骨上有一个向上的凸起；正好与胫骨的前面相符。换句话说，确定一只恐龙有大量的骨骼解剖工作要做。虽然这些特征非常技术化，但重点是，现在科学家们有了明确的测试，可以决定一具化石骨骼是否真的属于恐龙。