恐龙在地球上成功地生活了16亿年之久，可是，在白垩纪末期它们却突然在世界各地销声匿迹了。恐龙的灭绝是地球生命史上的一大悬案，自上世纪70年代以来，各种有关大灭绝的理论、假说纷纷出台，展开了一场规模空前的大争论。
“自我毁灭”说
有些理论认为是恐龙自己导致了恐龙的灭绝。有人认为肉食性恐龙吃光了所有的植食性恐龙，随后也饿死了。还有人认为恐龙种族的退化导致了恐龙的灭亡。也有人认为有缺陷的荷尔蒙使得蛋壳变薄容易破裂，以及脑部萎缩导致愚笨。但是这些说法都不能让人信服。
生物竞争说
生物间的竞争导致了恐龙的灭绝也是一种解释：新演化出来的显花植物中很可能含有足以让恐龙丧命的剧毒，而其中的某种病毒导致了一场致命的大瘟疫。在这场瘟疫中，恐龙种群无一幸免。也有一种说法认为是新兴的小型而多产的哺乳动物吃光了恐龙蛋而使恐龙灭绝了。
荷尔蒙
荷尔蒙源于希腊文，也称激素，指由内分泌器官产生，再释放进入血液循环，并转运到靶器官或组织中发挥一定效应的微量化学物质。
显花植物
显花植物也称被子植物，是地球上分布最广、最具优势的植物。它们通过花进行有性繁殖以产生种子。显花植物又可分为双子叶植物和单子叶植物。
气候变化说
白垩纪晚期，陆块的漂移、造山运动和海平面的改变引发了气候的巨变。远离赤道的地区气候变冷，四季变化也更加明显。如果恐龙是冷血动物，可能会因生长过于缓慢而绝种。而且即使是很小的温度变化，也可能导致孵出同一性别的小恐龙，因而断绝未来繁衍的可能。
从天而降的灾难
除了以上各种来自地球上的灾难，恐龙的威胁也有可能来自太空，比如一颗星星放射出致命的辐射线，或者在正常情况下会偏转的太阳辐射线，因为地球磁场的突然反转而长驱直入，导致生物受到辐射伤害，大面积灭绝。
陨星
陨星是大质量的流星体在进入地球大气圈后未被完全烧毁而落到地面的残骸，有碎片和整块。陨星按化学成分可分为三大类：石陨星（陨石），铁陨星（陨铁）和石铁陨星，石陨星在下落时比较容易崩裂，一般比铁陨星小。
陨星撞击说
有一种更具说眼力的说法是一颗直径达15千米的小行星撞击地球，扬起的巨量尘埃和小水滴直达平流层。强风将这些尘埃和水滴吹到全球各地，就导致了暗无天日与寒冷的暴风雨气候，导致恐龙灭绝。
陨星撞击的证据
1980年，科学家在白垩纪末期的岩层中发现了铱元素含量较高的矿物层。因为铱在地球上相当罕见，却普遍存在于陨石中，因此这种元素的存在很可能是陨石撞击之故。1990年，科学家又在墨西哥海岸外发现了一个宽达200千米的陨石坑，称之为齐克苏鲁陨石坑，经检测是在白垩纪末期由直径约10千米的陨石所造成。
关于恐龙灭绝的其他观点
关于恐龙的灭绝，还有其他一些说法。有种说法认为，白垩纪时苏铁类植物越来越少，导致草食性恐龙排便困难而灭绝，肉食性恐龙找不到食物也灭绝了。也有人认为，随着食物的减少，恐龙的生存压力越来越大，只好用减少生育的方法减轻压力，最终导致全部灭绝。
最后的幸存者
或许到白垩纪末期许多恐龙种类早已由于各种原因而灭绝了，这样一旦出现陨石撞击等异常事件，就有可能导致恐龙种类全部灭绝。支撑到最后的恐龙族群也许包括三角龙和暴龙，但是别的动物类群还有许多存活了下来，包括陆栖的昆虫、部分哺乳动物、海中的许多种鱼类和无脊椎动物类群等。
第六次灭绝
许多古生物学家表示，当今全球气候变暖，人口急速增长和自然环境恶化，使得地球上的生物正在经历有史以来第六次大灭绝。国际自然资源保护联合会发表的“2004年全球物种调查”显示：全球有超过15000种物种濒临灭绝，灭绝速度超过了以往任何时候。他们认为，目前物种消失与地球历史上的生物灭绝事件惊人地相似，与以往不同的是，人类在这次生物灭绝事件中充当了“总导演”的角色。