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侏罗纪因恐龙而著名，对整个爬行动物来说，可谓是一个重大的历史时期。当时，爬行动物第一次同时称霸了陆地、海洋和天空。
侏罗纪，是以欧洲连绵不绝的山脉命名的，开始于2.08亿年以前。与三叠纪相比，此时的地壳正在发生着巨大的变化，存在已久的超级大陆——盘古大陆，正在开始分离。气候变得越来越温暖湿润，海平线也有所上升，从而淹没了大片低洼地带。这些气候变化为动物生命带来了新的生机：在陆地上，更加湿润的气候意味着植物性食物变得越来越好找；而在海洋中，温暖的浅滩也为珊瑚礁创造了绝佳的生存环境。
在侏罗纪时期，恐龙开始遍布整个大陆，鸟类也开始出现，但会飞的爬行动物仍掌握着天空的主导权。河里栖息着大量的鳄鱼和一种叫蛇颈龙的大型爬行动物，外形酷似海豚的鱼龙和鲨鱼则在海洋里遨游。
随着盘古大陆的分离，各个大陆开始了漫长的漂移，最终才到达今天的位置。大西洋开始形成，南北美洲分裂了开来。这些变化对陆生动物有着重要的影响，因为这意味着它们不能再随意地进行杂交了。相反，各个大陆上新生出来的野生动物各有特色，而且随着分离的时间越久就变得越明显。这种隔离经常可以在化石的发现地有所显现。例如，侏罗纪时期，在南北美洲都生活着巨型的蜥脚龙，但是每个大陆都有其独特的“品牌”——没有一个不是独一无二的。
当泛古陆在侏罗纪四分五裂时，汪洋大海在大陆之间形成。海平面上升，大片的陆地被海水淹没。那时的地球与三叠纪时期相比，温度更低，湿度更大，但仍比今天的地球温度要高。在温暖、湿润的气候条件下，那些在三叠纪时期还是沙漠的地区已被繁茂的植被覆盖，地球大部分陆地表面都布满了森林。
蛇颈龙有很多化石保存了下来，不过至今都没有发现过它的蛋壳，所以它可能是胎生的。
科学家发现了成群的腔骨龙骨架，因而这种动物很有可能聚居在一起，或成群结伴地捕猎。
在侏罗纪，出现了几种新的海洋爬行动物。其中有长脖颈的蛇颈龙和薄板龙（依拉丝莫龙），以及上龙——包含着一些海洋中最大的肉食性动物。侏罗纪的海洋生命特别丰富，因为当时的海平线比今天普遍要高。被阳光照射的浅滩处，有着丰富的沉积物。
在晚三叠世，进化出现了第一种可飞行的爬行动物，称为翼龙，它们用坚韧的翅膀取得了整个侏罗纪的制空权。但同时在兽脚亚目中，一种完全新型的飞行动物族群正在形成。它们飞行用的翅膀不是皮质的而是由羽毛组成的，而且在侏罗纪结束之时它们很快就变得多种多样了。这就是我们所熟知的鸟类。
侏罗纪气候温暖，在极地都几乎没有冰层。这幅插图显示了当时的典型景观，大地被大片的针叶林和零散的苏铁植物及树蕨覆盖着。苏铁植物很可能利用恐龙来散播种子，就像今天很多植物利用哺乳动物来散播种子一样。
在侏罗纪伊始，恐龙就成为陆地上的霸主。它们已经分化成了几个群系，大部分都一直持续了近1.5亿年，直到爬行动物时代突然结束。
侏罗纪大部分时候，气候温暖湿润，有大量的食物供应，为大型植食性动物的进化提供了理想的环境。随着植食性动物的体型增大，以之为食的肉食性动物也开始增大。从一个比较适中的体型开始，肉食恐龙逐渐演化成了巨怪，如斑龙，长达9米。从外表看，斑龙与更广为人知的霸王龙相似，但其进化时间却早了上百万年。
这些巨型的肉食性动物没有天敌，但并不是所有的恐龙都有一个庞大的身躯。生活在晚三叠世的秀颌龙，也是一种肉食性动物，但它的体重却只有3千克。
新的、独特的植食性恐龙在侏罗纪时期迅速崛起。例如，剑龙和甲龙，它们身上长有保护性的骨板和骨钉。
在侏罗纪中期诞生了名为棱齿龙的植食性恐龙。它们小巧敏捷，依靠速度逃避掠食者，是最迅捷的恐龙之一。
体型庞大、以植物为食的蜥脚亚目恐龙最早出现在三叠纪时期，但直到侏罗纪时期，它们才开始遍布整个世界。蜥脚亚目恐龙是动物史上最大的动物，它们生有极长的脖颈，这让它们可以吃到其他恐龙无法够到的高树上的叶子。
许多侏罗纪时期的兽脚亚目恐龙都是巨型的。它们有的长达12米，能够杀死最庞大的蜥脚亚目恐龙，其尖锐、致命的牙齿和强有力的下颚能够击溃几乎所有对手。小型兽脚亚目恐龙可能比较常见，但它们的化石并没有大型兽脚亚目恐龙多，这是因为它们轻巧、中空的骨骼容易粉碎、消散。它们主要依靠速度和利爪来捕杀猎物，有的则依赖集体行动。