恐龙大多是不会飞的，不过现在也有证据表明有一些恐龙会滑翔，比如顾氏小盗龙，它的四肢上长有一些羽毛，我们通常俗称为“四翅恐龙”。有化石证据表明这种体型比较小的恐龙会爬树，并能利用树枝间的落差滑翔。这也涉及了鸟类的飞行起源问题，即鸟类是从快速奔跑中开始学会飞行的，还是首先爬树，利用树间高差滑翔开始飞行的。四翅恐龙的翅膀并不大，化石证据表明它们的翼展大约有1米左右。
真正会飞翔的爬行动物其实是翼龙（翼龙并不是恐龙的一种），它们在地球上生存了约1.6亿年，基本上与恐龙同时兴盛与灭绝，是脊椎动物中最早飞向天空的，也是除了蝙蝠和鸟类之外最成功的飞行者。翼龙的翅膀很特殊，它们前肢第五趾退化消失，而第四趾加长，并和身体之间有着薄薄的翼膜，这就是翼龙的翅膀。翼龙可以借助上升的气流来飞翔，并可能通过振翅飞行。
不过，翼龙的体型变化较大，小的如鸽子般大小，那么它们的翅膀展开也就20厘米左右。大的翼龙身长也不过三四米，但它们的翼展可以达到十几米，和一架小型飞机相似。最近，通过给翼龙的头骨做CT分析发现，翼龙的小脑叶片非常发达，科学家推测这个部位是翼龙综合各种信息、协调运动能力从而具有优秀的飞行能力的关键之所在。
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