Los primeros restos fósiles de Dimetrodon fueron descubiertos en los Estados Unidos por el paleontólogo estadounidense Edward Drinker Cope en 1878. Dimetrodon era un reptil pelicosaurio, más próximo a los mamíferos que a los reptiles actuales, como atestigua su dentadura; en Dimetrodon ya habían empezado a diferenciarse los distintos tipos de dientes característicos de los mamíferos: tenía caninos cónicos y puntiagudos, con los que desgarraba la carne de sus presas, y otros dientes planos y muy afilados, que le servían para cortar la carne en trozos más pequeños, lo que facilitaba la digestión. Su nombre significa “dientes de dos tamaños”. Dimetrodon era un gran depredador, de tres metros y medio de longitud y más de doscientos kilos de peso, que vivió hace entre 280 y 265 millones de años en el supercontinente de Pangea. Su característica más sobresaliente era una gran vela dorsal, con perfil de campana, que se alzaba sobre su espalda, desde el cuello hasta el arranque de la cola. Esta vela era una capa de piel recorrida por numerosos vasos sanguíneos y sujeta por largas espinas que se prolongaban hacia arriba desde la columna vertebral, y que en la parte central alcanzaban un metro de altura.

Cuando los primeros vertebrados colonizaron la tierra firme, se encontraron con un problema: el control de la temperatura. La inercia térmica del agua es mucho mayor que la del aire, con lo que las variaciones de temperatura que sufren los animales acuáticos son mucho menores. Los primeros reptiles, animales de sangre fría, pasaban las noches aletargados y aprovechaban el calor del sol para calentarse y reanudar sus actividades. En la región tropical donde habitaba Dimetrodon, las noches eran frías y los días calurosos. Dimetrodon, con su vela repleta de vasos sanguíneos expuesta al Sol, se calentaba mucho más rápido que sus presas. Así, Dimetrodon podía empezar a cazar cuando sus presas aún no estaban en condiciones de escapar.