Dimetrodon là một chi động vật tiền sử thuộc nhóm động vật khớp thần kinh (về mặt kỹ thuật là một loại bò sát được gọi là “Pelycosaur“) đã tuyệt chủng sống vào kỷ Permian, cách đây khoảng 265-295 triệu năm. Chúng thường xuyên bị nhầm lẫn là một loài khủng long trong văn hóa đại chúng, với đặc điểm nhận dạng là một bộ phận giống cánh buồm do các gai xương sống kéo dài tạo ra, giúp giữ ấm cơ thể. Nhưng thực tế chúng đã tuyệt chủng cả 40-50 triệu năm trước khi có mặt loài khủng long đầu tiên, ví dụ như loài Herrerasaurus tới tận giữa và cuối kỷ Tam Điệp mới xuất hiện.
Dimetrodon thực ra giống các loài bò sát về ngoại hình và đặc điểm sinh lý, nhưng chúng lại có liên quan mật thiết với động vật có vú sau này hơn là các loài bò sát hiện đại, mặc dù chúng không phải là tổ tiên trực tiếp của động vật có vú. Dimetrodon được hiểu là “động vật khớp thần kinh giống động vật có vú chứ không phải động vật có vú”, một nhóm động vật được gọi là “bò sát giống động vật có vú” hay còn gọi là “bò sát tiền thú”. Nhóm này của Dimetrodon cùng với các động vật có vú thì nằm trong một nhóm được gọi là Synapsida, trong khi đó khủng long, bò sát và chim được đặt vào một nhánh riêng, là Sauropsida. Các lỗ hỏm trong hộp sọ phía sau mỗi hốc mắt của chúng, được gọi tạm thời là fenestrae và các đặc điểm khác trên hộp sọ làm cho Dimetrodon và động vật có vú khác với các loài Sauropsids có mặt sớm nhất. Thậm chí, vị trí của chúng trên cây tiến hóa còn gần với con người hơn là khủng long.
Theo khoa học, cụm từ “khủng long” là dùng để chỉ duy nhất những sinh vật bò sát thuộc nhóm Dinosauria sống trên cạn chủ yếu và bắt đầu ở kỷ Tam Điệp (Triassic, cách đây 231.4 triệu năm) cho tới hết kỷ Phấn Trắng (Cretaceous, cách đây 66 triệu năm) và thực tế Dimetrodon và rất nhiều loài động vật khớp thần kinh đã bị tuyệt chủng trong cuộc đại diệt chủng Đệ Nhị kết nối giữa kỷ Permian và kỷ Tam Điệp vào khoảng 250 triệu năm trước. Những con bò sát dù to bự cỡ nào mà sống trước kỷ Tam Điệp thì đều không được khoa học coi là “khủng long”, còn những loài bò sát mà sống cùng thời với các loài khủng long mà có môi trường sống chủ yếu là trên không hoặc dưới biển thì người ta cũng không gọi là “khủng long” mà gọi là “thằn lằn” hoặc “bò sát” kèm theo tên môi trường sống (ví dụ: thằn lằn bay, bò sát biển). Để phân biệt Dimetrodon với các loài khủng long, người ta sẽ xét tới cách di chuyển của chúng. Các loài thằn lằn, bò sát thường di chuyển và lắc lư đuôi của chúng, đại diện cho nhóm này là rắn, cá sấu, rồng Komodo ngày nay… nhưng các loài khủng long cổ đại lại di chuyển trên bốn chân một cách thẳng đứng và không hề lắc lư đuôi.
Dimetrodon có chiều dài dao động 1.7-4.6 m tùy phân loài và là một sinh vật ăn thịt. Chiếc buồm trên lưng giúp chúng điều chỉnh nhiệt độ cơ thể, có tác dụng làm ấm cơ thể. Chúng di chuyển bằng bốn chân và có hộp sọ dài, cong với răng có nhiều kích cỡ trên cùng một hàm. Hầu hết hóa thạch được tìm thấy ở miền Tây Nam Hoa Kỳ, và hầu hết số hóa thạch đó đều ở Texas và Oklahoma. Gần đây hơn, người ta đã tìm ra hóa thạch của chúng ở Đức và hiện có ít nhất 15 phân loài Dimetrodon đã được biết đến như D. angelensis, D. booneorum, D. dollovianus, D. fritillus, D. giganhomogenes, D. gigas… Dimetrodon được đặt tên theo tên của nhà cổ sinh vật học Edward Drinker Cope nổi tiếng của Mỹ vào năm 1878. Hàm của chúng được cấu tạo gồm các răng nanh sắc ở phía trước, hỗ trợ cho việc đào bới và giết chết con mồi còn các răng hàm phía trong là dùng để nghiền vụn xương của nạn nhân. Vào thời Đại Cổ Sinh, biên độ nhiệt trong ngày dao động rất lớn, vì vậy những loài bò sát chậm chạp như Dimetrodon sẽ phát triển những chiếc vây giống vây cá trên lưng, có nhiệm vụ như một thiết bị điều chỉnh nhiệt độ, tăng khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời vào ban ngày và xua tan cái lạnh vào ban đêm. Ngoài ra chúng còn để phân biệt giữa con cái và con đực. Mặc dù có quan hệ họ hàng nhưng loài Edaphosaurus nặng 90 kg chỉ là một phiên bản thu nhỏ của Dimetrodon, tuy nhiên người tiền bối Edaphosaurus lại ăn thực vật và động vật thân mềm, trong khi Dimetrodon “sinh sau đẻ muộn” lại là một sinh vật ăn thịt đáng gờm với cả cá mập cổ đại trong thực đơn. Trên thực tế, khi khai quật các hóa thạch của Dimetrodon, các nhà cổ sinh vật học đã cho thấy những khác biệt quan trọng giới tính: con đực trưởng thành lớn hơn so với con cái, dài khoảng 4.6 m và nặng hơn 200 kg, xương chúng cũng cứng hơn và phần vây cũng nhô lên cao hơn. Lý giải chuyện này, các nhà khoa học cho rằng đó một phần là do chọn lọc giới tính, con đực cần ngoại hình to lớn để hấp dẫn con cái trong mùa giao phối khi chiếc buồm của con đực có thể cao đến 2 m tính từ mặt đất với phân loài lớn nhất là D. angelensis. Người ta còn tin là chiếc buồm này còn có tác dụng đe dọa các loài ăn thịt từng sống vào cùng thời.
Vào thời Đại Cổ Sinh mà loài Dimetrodon sinh sống, loài bò sát và thằn lằn vẫn chưa phát triển mạnh và thống trị Trái đất. Ở phía tây nam Mỹ ở thời kỳ này, Dimetrodon vẫn đang sống cùng với các loài lưỡng cư như Eryops và Diplocaulus trong cùng môi trường. Nhưng trong thời Đại Trung Sinh (thời đại của khủng long) thì các loài lưỡng cư, bò sát khác lại nằm cuối trong chuỗi thức ăn vì đã có các loài khủng long xuất hiện. Trong văn hóa đại chúng thì chúng thường bị nhầm lẫn là khủng long và xuất hiện bên cạnh các loài khủng long và các sinh vật cổ đại nổi tiếng khác, như trong bộ phim hoạt hình về khủng long The Land Before Time hoặc trong phần phim Super Sentai nổi tiếng của Nhật Bản lấy chủ đề về khủng long là Abaranger, cũng như trong bản remake Power Rangers sau đó của Mỹ là Dino Thunder, và mới đây nhất là nhân vật DimeVolcano trong trong phần series phim Super Sentai của năm ngoái là Ryusoulger.
