只有很小比例的动物最后会成为化石保存下来，况且绝大部分的化石都仍埋藏于地底。只有极少数的已被发现的样本保留有完整的骨骼，而其中保存有皮肤和其他软组织痕迹的则更为稀有。借由比较不同骨头的大小与型态，来重建一副完整的骨架，是一个复杂的过程，而重塑肌肉和器官则更为困难。综合以上几点理由，科学家可能永远无法确定最大和最小的恐龙从现有的状况较好的骨架来看，最高和最重的恐龙是长颈巨龙（原名布氏腕龙）。
长颈巨龙的化石在1907年至1912年间发现于坦桑尼亚。从多具大小相近的个体所组合而成的骨架模型，现正展示于柏林洪堡博物馆[69]，该模型高12米，长21.8-22.5米，预期活体的重量在30到60公吨之间。梁龙超科最长的恐龙是27米长的梁龙，是在1907年发现于美国怀俄明州，现正展示于宾州匹兹堡的卡内基自然历史博物馆。从良好化石材料中得知最长的恐龙是巴塔哥巨龙属：骨架展示于美国自然史博物馆，有37米长。而卡门富内斯博物馆拥有长达39.7米的阿根廷龙重建骨架。
但是对于这些巨大的恐龙的所有知识，都是根据少数碎乱的化石而来，而不同的估量依据很容易导致所计算出同种恐龙的体型有所不同，因此学界对于最大型恐龙之间体型的确切大小关系常有不同的看法。化石记录中的最巨型植食性恐龙标本，大部分是在1970年代后被发现的，包括重大的阿根廷龙，体重估计在50到90公吨之间；而超龙身长33米长，巴塔哥巨龙更是长达37米；最高的恐龙是18米高的波塞东龙，头部可以达到6层楼的窗口。
目前已知最长的肉食性恐龙是棘龙，身长为12.6到18米，重量为7至20.9吨，其他的巨型食肉性恐龙有南方巨兽龙、马普龙、暴龙、和鲨齿龙。
不计现代鸟类（如：吸蜜蜂鸟）的话，最小的恐龙体型相当于鸽子[77]。兽脚亚目的近鸟龙和耀龙体长都在35公分以下。目前已知最小型的成年恐龙标本属于近鸟龙，体重估计为110公克左右。而已知最小型的植食性恐龙则是微角龙与皖南龙，身长约60公分。