Flugsaurier waren die ersten Wirbeltiere, die aktives Flugvermögen entwickelten. Sie erwarben es unabhängig von Vögeln und Fledermäusen. Dennoch scheinen einige Übereinstimmungen die Voraussetzungen für diesen evolutionären Umbau anzuzeigen: Flugsaurier trugen ein wärmendes Federkleid, umgebaute Hände, zunehmend hohle Knochen bei zunehmend gefüllten Hirnkapseln und sogar ein verkleinertes Erbgut. So ausgestattet beherrschten sie die Luft lange bevor die ersten fliegenden Dinosaurier auftraten. Sie konnten über dem Meer segelnd nach Fischen jagen, wie der langschwänzige Rhamphorhynchus des Oberjura. Unter wachsendem Wettbewerb durch die Vögel wurden sie im Lauf der Kreidezeit immer größer. Während manche ihr Gebiss weiter vervollkommneten (Santanadactylus), entwickelten andere zahnlose Schnäbel (Pteranodon). Dieser Größenvorteil findet sich auch bei den größten Vertretern, die etwa 10 Meter Flügelspannweite erreichten (Hatzegopteryx).