非鸟类恐龙消失于6千5百万年前的白垩纪-第三纪灭绝事件,同时间还有许多生物也跟者灭亡,包含:菊石、沧龙科、蛇颈龙目、翼龙目、草食性的乌龟与鳄鱼、大部分鸟类、以及原始哺乳类。自从1970年代以来,有许多研究试图探索这次灭绝事件的原因,并形成数个理论。通常的解释是一个撞击事件造成了灭绝,有些科学家提出其他理由,或者是几个综合事件导致这次灭亡。

在恐龙时代末期,极区并没有冰帽,海平面比现在高出100到250米。地球各地的气温差异不大,极区与赤道地区的气候相差不到25°;整体而言较今日暖和,极区的气温高于现在的气温约50°。 恐龙时代的大气成分也与今日有极大差别。二氧化碳是今日的12倍,氧气则占了大气的的32%到35%,而今日只占了21%。但是在晚白垩纪,地球的环境有显著的变动。火山活动增加,造成气候变冷,二氧化碳比例下降,氧气比例开始变动。有些科学家认为气候变化、低氧气比例,可能是灭亡的直接原因。如果恐龙的呼吸系统类似现代鸟类,它们的呼吸效能将会有困难,需要更多氧气才能维持巨大体型的需要。总结一下恐龙灭绝的原因大概有以下几种学说:

 

火山爆发

在2000年以前,就有学者主张德干暗色岩是这次灭绝事件的主因,但因为这次火山爆发始于6,800万年前,并持续超过200万年,所以当时认为德干暗色岩火山爆发所造成的灭绝事件应该是逐步、缓慢的。但现在有证据显示,有2/3的德干暗色岩地形,是在一万年内形成的,发生于6,550万年前。

显示这次火山爆发造成了快速的灭绝事件,可能在数千年内,但还是远比撞击事件长。 德干暗色岩火山爆发借由数种方式造成了灭绝事件,灰尘与二氧化硫与二氧化碳等温室气体大量喷出,灰尘使地表的日照量下降,植物的光合作用减少;当灰尘慢慢降落至地表时,火山爆发喷出的二氧化碳气体,可能增加了温室效应。许多植物因此而死亡,草食性恐龙因没有食物而灭亡,而肉食性恐龙也相继灭绝。

在恐龙大规模灭绝前,火山爆发喷出的气体,似乎与全球暖化有关。有证据指出在希克苏鲁伯撞击事件之前的50万年内,大气温度曾上升8 ℃。 在德干暗色岩火山爆发仍被认为是缓慢灭绝事件时,路易斯·阿尔瓦雷茨便已提出古生物学家被少数的资料所混淆。他的警告当时被没有被接受,但后来针对化石层的研究工作,证明早期的相关研究有误。