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Die Landschaften zur Zeit der Dinosaurier waren vielfältig und änderten sich im Laufe der 186 Millionen Jahre dauernden Ära der Saurier. Gründe für diese Veränderungen gab es mehrere: Das Klima veränderte sich, und die Plattentektonik verschob die Kontinente in einem sehr langsamen, aber stetig andauernden Prozess. Es gab riesige Superkontinente wie Pangäa und spätere Kontinente wie Laurasia und Gondwana. Die Platten verlagerten sich, sodass die verschiedensten Regionen mal in Nähe der Pole lagen und nach ein paar Millionen Jahren am Äquator. Entsprechende Variationen gab es im Klima und in den Landschaftsformen. Doch generell war es wärmer als heute, und die Pole waren überwiegend eisfrei. Die klimatischen Schwankungen waren weniger extrem als heute, auch weil sich mehr Treibhausgase in der Luft befanden. Die tropischen und subtropischen Gebiete der Erde waren größer als heute. In einigen Regionen regnete es mehr als heute, gab es nicht nur ausgedehnte Regenwälder, sondern auch üppige Flussdeltas, feuchte Tiefebenen und mächtige Gebirge. Die Landmassen waren weniger gleichmäßig verteilt und konzentrierten sich in einer gewaltigen Landmasse mit langen Küstenregionen und sumpfigen Mangrovenwäldern. Im Zentrum der Landmasse gab es auch Wüsten. Was größtenteils fehlte waren grasbewachsene Savannen, denn Gräser entwickelten sich erst am Ende der Kreidezeit.

Die Vegetation der Dinosaurierzeit war geprägt von einer Vielzahl von Pflanzen, die sich im Laufe der Zeit entwickelt hatten. Die Pflanzenwelt bestand aus verschiedenen Arten von Farnen, Schachtelhalmen, Koniferen und sogar frühen blühenden Pflanzen. Die Pflanzen waren größer als heute, und Schachtelhalme konnten fast Baumgröße erreichen. Hier sind einige der wichtigsten Pflanzengruppen:

• Farne waren während des Mesozoikums weit verbreitet und bildeten üppige, waldartige Umgebungen. Sie waren eine wichtige Nahrungsquelle für viele pflanzenfressende Dinosaurier.
• Koniferen wie Araukarien, Zypressen und Kiefern waren weit verbreitet und bildeten dichte Wälder. Diese Bäume produzierten Kiefernzapfen, die eine wichtige Nahrungsquelle für manche Dinosaurier darstellten.
• Schachtelhalme gedeihen in feuchten Umgebungen und waren häufig an Ufern von Seen und Flüssen zu finden.
• Ginkgobäume, ähnlich wie die heutigen Ginkgos, waren in der Trias und im Jura weit verbreitet.
• Blühende Pflanzen (Angiospermen): Obwohl sie zu Beginn des Mesozoikums nur selten waren, nahmen die blühenden Pflanzen während der Kreidezeit zu. Sie begannen, Wälder und offene Landschaften zu dominieren und bieten möglicherweise eine wichtige Nahrungsquelle für einige späte Dinosaurierarten.

Aus Fossilfunden bekannt sind auch die Siegelbäume (Sigillariaceae), die in Gesteinen durch schuppenartige Abdrücke auffallen. Die Sigillariaceae sind eine ausgestorbene Pflanzenfamilie, die während des Karbonzeitalters (vor etwa 360 bis 300 Millionen Jahren) existierte. Sie gehören zur Gruppe der Bärlapppflanzen (Lycophyta) und sind eng mit den heutigen Bärlappen verwandt. Sie konnten bis zu 30 m hoch werden und waren zu Zeiten der Dinosaurier bereits ausgestorben. Aus dem Karbon stammen auch bedeutende Funde fossiler Insekten, die bis zu 70 cm Flügelspannweite haben konnten. Insekten während dem Mesozoikum waren zwar größer als heute, aber nicht so groß wie jene des Karbons.

Zur Ära der Dinosaurier gab es noch eine Vielzahl anderer Tiere, die teilweise mit den am Land lebenden Dinosauriern verwandt waren, aber auch eigenständige Tiergattungen bildeten. Hierzu zählen etwa Flugsaurier, große Meeresreptilien wie Ichthyosaurier und Plesiosaurier, Krokodile und Schildkröten. Amphibien wie Salamander und Lurche gab es ebenfalls, nicht zu vergessen eine große Vielfalt an Fischen und anderen Wasserorganismen. Eine untergeordnete Rolle spielten die Säugetiere. Hierbei handelte es sich überwiegend um kleine Nagetiere und Beuteltiere.