肉食类恐龙（Carnosauria，希腊语，意为“食肉的蜥蜴”）首次出现在侏罗纪中期（也有人说是侏罗纪后期），一直持续到白垩纪的结束。它们包括中华盗龙科（Sinraptoridae）、异特龙科（Allosauridae）和鲨齿龙科（Carcharodontosauridae）三个族系。但是目前只包括异特龙科和它们最近的近亲。

构成异特龙科的恐龙们都是体形巨大的食肉类动物。除了体形巨大之外，这些恐龙还共享一些其他特性，比如它们头部的泪腺骨有很大的凹洞。这一凹洞位于眼眶的前部和上方（头骨的眼洞），有可能还容纳有一个腺。其他特点包括：在它们长窄的头骨上长有很大的眼洞，大腿骨比小腿骨更大，颈椎的前端有一个球状关节，后端有一个凹洞。肉食类恐龙也长有比较大的前肢。一些鲨齿龙科的巨型肉食类恐龙，比如南方巨兽龙（Giganotosaurus）和魁纣龙（Tyrannotitan）是迄今为止人类所知道的最大食肉动物。