Chování dinosaurů je pro paleontology obtížné studovat, protože velká část paleontologie je závislá pouze na fyzických pozůstatcích starověkého života. Stopové fosilie a paleopatologie však mohou poskytnout vhled do chování dinosaurů. Interpretace chování dinosaurů jsou obecně založeny na póze tělesných fosilií a jejich stanoviště, počítačových simulacích jejich biomechaniky a srovnávání s moderními zvířaty v podobných ekologických nikách. Současné chápání chování dinosaurů jako takové se opírá o spekulace a pravděpodobně zůstane v dohledné budoucnosti kontroverzní. Existuje však obecná shoda, že některé chování, které je běžné u krokodýlů a ptáků, dinosauřích nejbližších žijících příbuzných, bylo běžné také u dinosaurů. Gregarious chování bylo běžné u mnoha druhů dinosaurů. Dinosauři se mohli shromažďovat ve stádech za účelem obrany, stěhovavých účelů nebo poskytnout ochranu svým mláďatům. Existují důkazy, že mnoho druhů dinosaurů, včetně různých teropodů, sauropodů, ankylosaurů, ornitopodů a ceratopsianů, tvořilo shluky nezralých jedinců. Hnízda a vajíčka byla nalezena u většiny větších skupin dinosaurů a zdá se pravděpodobné, že dinosauři komunikovali se svými mláďaty způsobem podobným moderním ptákům a krokodýlům. Hřebeny a okruží některých dinosaurů, jako jsou marginocefaliáni, teropodi a lambeosauři, mohly být příliš křehké na to, aby mohly být použity k aktivní obraně, a tak byly pravděpodobně použity k sexuálním nebo agresivním projevům, i když o páření dinosaurů a teritorialismu je známo jen málo. Zdá se, že většina dinosaurů spoléhala na pohyb na zemi. Dobré pochopení toho, jak se dinosauři pohybovali po zemi, je klíčem k modelům chování dinosaurů; zejména věda o biomechanice poskytla v této oblasti významné poznatky. Například studie sil, které působí svaly a gravitace na kosterní strukturu dinosaurů, zkoumaly, jak rychle by dinosauři mohli běžet, zda by diplodocidy mohly vytvářet sonické dunění pomocí švihání ocasem a zda by sauropodi mohli plout.
Keratosidy z Centrosaurinu se plně rozvinuly až v dospělosti. Scott Sampson tvrdí, že srovnávání ceratopsid s moderními savci s podobným životním cyklem může přinést vhled do socioekologie starověkých rohatých dinosaurů.
Rodičovskou péči předpokládají zkamenělé pozůstatky seskupení Psittacosaurus skládající se z jednoho dospělého jedince a 34 mláďat. V tomto případě může být velký počet mláďat způsoben společným hnízděním.
V roce 2001 paleontolog Scott D. Sampson publikoval studii spekulující o socioekologii ceratopsidních dinosaurů ve světle korelací mezi anatomií a chováním v existující divoké přírodě pozorovaných dřívějšími výzkumníky. Ceratopsidní sociální chování bylo kontroverzní, někteří autoři si představovali velká „sociálně složitá“ stáda reprezentovaná kostními záhony ve fosilních záznamech a někteří jako Lehman argumentovali, že takové agregace jedinců se rovnají regionálnímu zamoření, jak se někdy vyskytuje u moderních želv a krokodýlů.
Sampson v předchozích pracích zjistil, že alespoň centrosauriny nedosahují morfologie dospělého jedince s doprovodnými signály páření až téměř do dospělosti. Relativní věk zvířat byl stanoven na základě velikosti, stupně zchlazení, sekundární osifikace a změn struktury kostí souvisejících s růstem. Sampson shledává podobnost mezi zpomaleným růstem signálů páření u centrosaurinů a prodlouženým dospíváním zvířat, jejichž sociální struktury jsou řazeny hierarchicky na základě věkových rozdílů. V těchto typech skupin jsou mladí samci typicky sexuálně zralí několik let, než se skutečně začnou rozmnožovat, kdy jsou jejich signály páření nejvíce rozvinuty. Samice naproti tomu díky tomu nemají tak prodloužené dospívání.
Lehman již dříve tvrdil, že vyšší rozmanitost druhů a hustota populace podporuje názor, že ložiska kostí z ceratopsidy jsou zanechána dočasným zamořením postrádajícím sociální strukturu jako u krokodýlů a želv. Sampson však poznamenává, že krokodýli sami ve skutečnosti vykazují složitou hierarchii chování. Také poznamenává, že někteří moderní stádní savci, alespoň občas, tvoří skupiny hustší než skupiny naznačené ložisky kostí z ceratopsidy. Stáda by také poskytovala určitou úroveň ochrany před hlavními predátory ceratopsid, tyranosauridy.
Trackwayové také potvrdili rodičovské chování ornitopodů z ostrova Skye v severozápadním Skotsku.
Na základě současných fosilních důkazů od dinosaurů, jako je Oryctodromeus, se zdá, že některé býložravé druhy vedly částečně fosilní (hrabavý) životní styl.
Prvním možným důkazem stádního chování byl v roce 1878 objev 31 dinosaurů Iguanodon, o kterých se tehdy předpokládalo, že společně zahynuli v belgickém Bernissartu poté, co spadli do hluboké zatopené jímky a utopili se.
Stopy stovek či dokonce tisíců býložravců naznačují, že se kachní zobáci (hadrosauridé) mohli pohybovat ve velkých stádech, jako například americký bizon nebo africký Springbok. Objev Maiasaury („hodné matky dinosaura“) v Montaně z roku 1978 prokázal, že rodičovská péče pokračovala i dlouho po narození mezi ornitopody.
Sauropodovy stopy dokumentují, že tato zvířata cestovala ve skupinách složených z několika různých druhů, přinejmenším v Oxfordshire v Anglii, ačkoli neexistují důkazy o specifických strukturách stáda. Existují důkazy, že patagonští titanosauriánští sauropodi (objev z roku 1997) hnízdili ve velkých skupinách. Bylo nalezeno dinosauří embryo (náležející k prosauropodovi Massospondylovi) bez zubů, což naznačuje, že ke krmení mladého dinosaura byla nutná určitá rodičovská péče.
Interpretace dinosaurů jako gregarious se rozšířila i na zobrazení masožravých teropodů jako lovců smeček, kteří společně pracují na ulovení velké kořisti. Tento životní styl je však mezi moderními příbuznými dinosaurů neobvyklý (krokodýli a jiní plazi a ptáci – dobře zdokumentovanou výjimkou je Harrisův jestřáb) a taphonomické důkazy naznačující lov smeček u takových teropodů, jako jsou Deinonychus a Velociraptor, mohou být také interpretovány jako výsledky fatálních sporů mezi krmícími se zvířaty, jak je vidět u mnoha moderních dravců s diapsidou. Rány na hlavě po kousnutí naznačují, že se teropodi přinejmenším zapojili do aktivních agresivních konfrontací.
Další kanibalismus mezi některými druhy dinosaurů byl potvrzen otisky zubů nalezenými na Madagaskaru v roce 2003, zahrnující teropoda Majungasaura.
Jeden příklad nezralých dinosaurů tvořících sociální skupiny pochází z naleziště ve Vnitřním Mongolsku, kde byly nalezeny ostatky více než dvaceti Sinornithomimů, starých od jednoho do sedmi let. Tato sestava je interpretována jako sociální skupina, která byla uvězněna v bahně.
Vzory opotřebení zubů naznačují, že do krmení tyranosaura mohlo být zapojeno složité chování při třesení hlavou. Částečně zhojený ocas Edmontosaura je poškozen takovým způsobem, který ukazuje, že zvíře bylo pokousáno tyranosaurem, ale přežilo.
Mongolský oviraptorid Citipati byl objeven v roce 1993 v kuřecím zadumaném postavení, což může znamenat, že byl pokryt izolační vrstvou peří, která udržovala vejce v teple.
Nedávno objevená troodontní fosilie dokazuje, že někteří dinosauři spali s hlavami zastrčenými pod pažemi. Toto chování, které mohlo pomoci udržet hlavu v teple, je také charakteristické pro moderní ptáky.
Dromaeosauridé, jako například slavný Velociraptor a Deinonychus, mohli být stromoví (stromolezectví).
Z hlediska chování byla v poušti Gobi v roce 1971 objevena jedna z nejcennějších dinosauřích fosílií. Zahrnovala Velociraptora útočícího na Protoceratopse, poskytujícího důkaz, že dinosauři skutečně útočili jeden na druhého.
Záhadní scansoriopterygidi mohli být stromoví (stromolezectví).