Dimetrodon seringkali dikira sebagaidinosaurus atau sebagai kontemporer dinosaurus dalam budaya populer, namun hewan ini sudah punah beberapa 40 juta tahun sebelum kemunculan pertama dinosaurus.[7][8] Meskipun secara fisiologis dan penampilan lebih mirip reptil,Dimetrodon lebih berkerabat dekat ke mamalia dibandingkan reptil modern, meskipun bukan nenek moyang langsung dari hewan menyusui.[5]Dimetrodon dimasukkan dalam kelompok "synapsida non-mamalia", sebuah kelompok yang secara tradisional - namun sebenarnya tidak benar - disebut sebagai "reptil mirip mamalia",[5] dan sekarang diketahui sebagai mamalia batang. Hal ini membuatDimetrodon dikelompokkan bersama mamalia dalamklad (kelompok evolusioner) yang disebut Synapsida, sementaradinosaurus,reptil, danburung dikelompokkan dalam klad terpisah, yaituSauropsida. Satu bukaan dalam tengkorak di belakang masing-masing mata, dikenal sebagaifenestra temporal, dan fitur tengkorak lain yang memisahkanDimetrodon dan mamalia dari sebagian besarsauropsida awal.
Dimetrodon kemungkinan merupakan salah satupemangsa puncak di ekosistem Cisuralium, memakanikan dantetrapoda, termasuk reptil danamfibi. SpesiesDimetrodon yang lebih kecil mungkin memilikiperan ekologis. LayarDimetrodon mungkin telah digunakan untuk menstabilkan tulang punggungnya atau memanaskan dan menyejukkan tubuhnya sebagai bentuktermoregulasi.[9] Beberapa penelitian terkini memperdebatkan jika layarnya mungkin tidak efektif untuk menghilangkan panas dari tubuhnya karena spesies besar ditemukan dengan layar kecil dan spesies kecil ditemukan dengan layar besar, pada dasarnya mengesampingkan regulasi panas sebagai fungsi utamanya. Layarnya kemungkinan besar digunakan untukperagaan percumbuan dengan metode seperti mengancam saingan atau menunjukkan pada potensi pasangan.[10][11]
Dimetrodon adalah predator dominan, dan salah satu yang terbesar di zamannya.[12] Ia dapat tumbuh sepanjang 3 - 3,8 meter (10-12 kaki). NamaDimetrodon berarti 'dua ukuran gigi', dikarenakan ia memiliki tengkorak besar dengan dua jenis gigi yang berbeda, tidak seperti reptil.Dimetrodon berjalan dengan empat kaki di samping tubuhnya dan memiliki ekor berukuran besar, didugaDimetrodon berjalan dengan cara yang sama sepertikadal modern.
Yang paling menarik dari penampilanDimetrodon adalah sirip menakjubkan dari punggungnya (pelycosaurus lain sepertiEdaphosaurus,Ianthasaurus, andSphenacodon juga memiliki ini). Sirip ini, yang penuh dengan pembuluh darah, mungkin saja digunakan untuk mengatur suhu tubuhnya;[13] permukaan kulitnya memudahkannya untuk menghangatkan atau menyejukkan tubuhnya lebih efisien. Adaptasi ini penting karena dapat menambah waktu berburunya. Sirip ini mungkin juga dipakai untuk menarik pasangan atau memperingatkan pemangsa lain. Sirip ini juga di topang oleh urat saraf, masing-masing tumbuh dari tulang belakangnya. Bramwell dan Fellgett (1973) memperhitungkan bahwaDimetrodon seberat 200 kg dapat menigkatkan suhu tubuhnya dari 26 °C sampai 32 °C dalam 205 menit tanpa sirip dan hanya 80 menit dengan sirip.[14]
Sebagai synapsid,Dimetrodon memang berkerabat jauh dengan mamalia modern. Synapsid adalah tetrapoda (hewan berkaki empat) pertama yang memilikigigi yang berbeda. JikaReptilia mengalami kesulitan mengunyah makanannya, dan menelannya bulat-bulat, synapsid sepertiDimetrodon memiliki gigi untuk mencabik daging menjadi bagian yang lebih kecil sehingga lebih mudah dicerna.[13] 'Kedua jenis gigi ini' berkembang menjadi bermacam-macam gigi yang dimiliki mamalia modern.
Dalam filmWalking With Monsters produksiBBC digambarkan bahwaDimetrodon yang hidup pada zaman Permian memiliki program pengasuhan telur, melindunginya darimusim ekstrem dan predator.Dimetrodon juga digambarkan kanibal, yang dewasa dengan senang hati akan memakan anak-anaknya. Dalam pelarian seekor anakDimetrodon berhasil melarikan diri dari induknya sendiri dengan cara memanjat pohon. Hal itu sebenarnya kurang masuk akal karena kaki mereka sama sekali tidak didesain untuk menempel.
^"Dimetrodon".Paleobiology Database. Diakses tanggal23 August 2012.
^abcAngielczyk, K. D. (2009). "Dimetrodon is Not a Dinosaur: Using Tree Thinking to Understand the Ancient Relatives of Mammals and their Evolution".Evolution: Education and Outreach.2 (2): 257–271.doi:10.1007/s12052-009-0117-4.
^Bramwell, C. D. (1973). "Thermal regulation in sail lizards".Nature.242: 203–205.doi:10.1038/242203a0.Parameter|coauthors= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan);Parameter|access-date= membutuhkan|url= (bantuan)