爬行類動物是由石炭紀末期的古代兩棲類進化而來，牠們都不是恆溫動物，是真正適應陸棲生活的變溫脊椎動物。
爬行類動物最盛時期，可說是在中生代，那時很多類群發展成龐然大物，不僅橫行於大地，還佔領了天空和水域；當時的牠們是佔居絕對統治地位的動物，所以中生代被稱為「爬行動物時代」，又叫做「恐龍時代」。
但到了白堊紀末期的一億年前，地球上經歷了災變，使這些龐然大物發生絕滅。到新生代時，爬行類動物就只剩龜鱉類、鱷類和有鱗類(蜥蜴和蛇)了。
在三億年前的石炭紀開始，古代肉鰭魚類便長出了肺，並爬上陸地。從此以後，牠們成了陸地上最繁榮的脊椎動物。但這些古兩棲類動物，有一部分進化而成爬行類；未進化的約兩棲類於一億二千萬年前就已滅絕。如今的兩棲類動物，都是三疊紀以後才出現的。
爬行類和兩棲類動物都是一群變溫動物，也就是冷血動物，牠們沒有完善的保溫裝置和體溫調節功能，都需要從外界環境來吸收或散發內部的熱量。
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