關於恐龍絕種的真正原因，自古以來即眾說紛雲。下面列舉了一些觀點：
距今六千五百萬年前，一顆巨大的隕石曾撞擊地球，使得君臨地球長達一億數千萬年的恐龍絕種。
恐龍滅絕是由於太陽的半星復仇女神星的引力，周期性地把彗星推向地球的緣故。
在白堊紀末期發生的造山運動使得沼澤乾涸，許多以沼澤為家的恐龍就無法再生活下去。因為氣候變化，植物也改變了，食草性的恐龍不能適應新的食物，而相繼滅絕。草食性恐龍滅絕，肉食性恐龍也失去了依持，結果也滅絕了。
由於板塊移動的結果，海流產生改變，更引起氣候巨幅的改變。嚴寒的氣候使植物死亡，恐龍缺乏食物而導致了滅亡。
因為火山的爆發，二氧化碳大量噴出，造成地球急激的溫室效應，使得食物死亡。而且，火山噴火使得鹽素大量釋出，臭氧層破裂，有害的紫外線照射地球表面，造成生物滅亡。
海洋潮退，陸地接壤時，生物彼此相接觸，因而造成某種類的生物絕種。
例如袋鼠，袋鼠能在歐洲這種島嶼大陸上生存，但在南美大陸上遇見別種動物就宣告滅亡。
除了這種吃與被吃的關係以外，還有疾病與寄生蟲等的傳染問題。
有些人認為恐龍是溫血性動物，因此可能禁不起白堊紀晚期的寒冷天候而導致無法存活。因為即使恐龍是溫血性，體溫仍然不高，可能和現生樹獺的體溫差不多，而要維持這樣的體溫，也只能生存在熱帶氣候區。同時恐龍的呼吸器官並不完善，不能充分補給氧，而它們又沒有厚毛避免體溫喪失，卻容易從其長尾和長腳上喪失大量熱量。
溫血動物和冷血動物不一樣的地方，就是如果體溫降到一定的範圍之下，就要消耗體能以提高體溫，身體也就很快地變得虛弱。它們過於龐大的體驅，不能進入洞中避寒，所以如果寒冷的日子持續幾天，可能就會因為耗盡體力而遭到凍死的命運。
有人認為造成恐龍滅絕的真正原因是因為它們自相殘殺的結果——肉食性恐龍以草食恐龍為食，肉食恐龍增加，草食恐龍自然越來越少，最後終於消失，肉食恐龍因無肉可食，就自相殘殺，最後終於同歸於盡。
恐龍的數目急增，在植物有限的情況下，造成了草食性恐龍的滅絕，接著靠食用草食性恐龍為生的肉食性恐龍也因為食物的不足而跟著死亡。
在中生代後半，已有哺乳類的祖先生存。根據化石的記錄，當時的哺乳類體型甚小，數量也十分有限，直到白堊紀的後期，數量才開始急速增加。推測它們屬於以昆蟲等為主食的雜食性，這些小型哺乳類發現恐龍的卵之後，即不斷取而食之。
認為恐龍由於繁榮期間長達一億數千萬年，使得肉體過於巨體化。而且，角和其它骨骼也出現異常發達的現象，因此在生活上產生極大的不便，終於導致絕種。
這種學說認為恐龍所生存的最後時期─亦即白堊紀，開始出現顯花植物，其中某些種類含有有毒的生物鹼，恐龍因大量攝食，引起中毒而死亡。因為，哺乳類能夠藉味覺和嗅覺來分辨有毒的植物，但是恐龍卻沒有這種能力。
一顆不期而至的小行星猛烈地撞到地球上，相當於幾萬個原子彈威力的爆炸在頃刻間發生。黑雲遮天蔽日，白天也沒有了陽光。
這種恐怖的狀況持續了一兩年。植物的光合作用中斷了，因而大量枯萎、死亡。吃植物的素食恐龍因此相繼死去。以後，吃肉的恐龍也由於失去了食物而滅絕了。