Первые настоящие наземные позвоночные: размножаются на суше яйцами (амниоты), дышат только легкими, сухая кожа покрыта роговыми чешуйками или щитками. У пресмыкающихся увеличивается подвижность, что сопровождается прогрессивным развитием многих систем органов.
Теменной орган - вырост крыши промежуточного мозга, у предков позвоночных развился как орган зрения. Сохранился у современных круглоротых, гаттерии и многих ящериц (над ним в костях черепа находится отверстие, затянутое кожей), воспринимает уровень освещенности и помогает ориентироваться в пространстве (выбирать место и позу по отношению к солнечным лучам), участвует в регуляции сезонных и суточных ритмов организма (фотопериодические реакции). У остальных позвоночных превратился в железу внутренней секреции - эпифиз.
Изменяются относительные размеры конечностей (удлиняются плечо и предплечье, бедро и голень, уменьшаются ступни и кисти), ребра причленяются к грудине (что укрепляет пояс конечности), два крестцовых позвонка обеспечивают более прочное соединение с тазовыми костями. Первые шейные позвонки преобразуются в атлант (приобретает форму кольца) и эпистрофей (с зубовидным отростком, который входит в кольцо атланта), удлиняется вся шея, что обеспечивает большую подвижность головы. Исходно череп имел вид сплошного костного панциря с отверстиями для ноздрей, глаз и теменного органа (как у ископаемых стегоцефалов, с изменениями сохранился у современных черепах). Его облегчение шло за счет образования височных ям (одной или двух), что позволило усиливать мускулатуру челюстей (мышцы могли впячиваться в образовавшиеся отверстия). По строению черепа пресмыкающихся делят на три группы: анапсиды с цельным черепным панцирем (котилозавры и черепахи), синапсиды (с одной скуловой дугой, звероподобные) и диапсиды (с двумя дугами, все остальные пресмыкающиеся). Череп соединяется с позвоночником одним затылочным мыщелком.
Появление грудной клетки связано с изменением механизма дыхания, оно становится пневматическим, как и у млекопитающих: вдох и выдох происходят за счет движения грудной клетки. Легкие увеличивают внутреннюю поверхность за счет образования многочисленных перекладин. Удлинение шеи связано с формированием дыхательных путей - трахеи и бронхов, что защищает легкие от иссушающего и охлаждающего действия воздуха.
У пресмыкающихся происходит более полное разделение артериального и венозного кровотоков: трехкамерное сердце имеет неполную перегородку в желудочке (она становится полной у крокодилов, а их сердце - четырехкамерным), общий артериальный ствол разделяется на самостоятельные сосуды: легочную артерию и правую и левую дуги аорты (обе соединяются в непарную спинную аорту). Появляются правая венозная и левая артериальная половины желудочка (при сокращении сердца перегородка разделяет половины желудочка полностью). От левой артериальной половины отходит правая дуга аорты, от нее отходят сонные и подключичные артерии, которые снабжают артериальной кровью переднюю половину тела. Однако слияние с левой венозной дугой в общую спинную аорту приводит к тому, что остальные части тела снабжаются смешанной кровью.
Тазовые почки пресмыкающихся выделяют мочевую кислоту, усиливается обратное всасывание в канальцах почек, что обеспечивает минимальные потери воды.
В головном мозге прогрессивно развивается конечный мозг, увеличиваются его размеры, прежде всего за счет подкорковых центров; развивается и свод мозга - древняя и новая кора. Он становится ведущим центром в организации поведения.
Оплодотворение внутреннее, яйцо после оплодотворения покрывается белковой и скорлуповой (кожистой или известковой) оболочками, содержит много желтка, который обеспечивает прямое развитие.
Современные пресмыкающиеся (7 000 видов) представлены 4 отрядами:
Клювоголовые (реликтовый вид - гаттерия, обитает в Новой Зеландии),
Черепахи (230 видов, единственные сохранившиеся представители древнейшей группы анапсид),
Чешуйчатые (ящерицы и змеи, 3 000 и 2 700 видов) - высокоспециализированные, единственно процветающие представители класса.
Пресмыкающиеся произошли от стегоцефалов, древнейшие известные формы - котилозавры (цельночерепные, анапсиды), которые дали начало всем остальным группам (самые известные представители анапсид - современные черепахи, парейозавр, плезиозавры и ихтиозавры).
Группа диапсид включает более примитивных лепидозавров (в конце карбона появились эозухии, предки клювоголовых, чешуйчатых и псевдозухий). Чешуйчатые, а именно ящерицы известны с конца юрского периода, в начале мелового периода от них отделились змеи и чуть позже мозозавры. От эозухий, вероятно, берут начало более прогрессивные архозавры, а именно псевдозухии, которые распадаются на три ветви: водную (крокодилы), наземную (динозавры) и воздушную (птерозавры).
Группа синапсид - особая боковая ветвь, которая отделилась от древних котилозавров, для них характерно образование одной височной впадины, мощное развитие челюстной мускулатуры и прогрессивное развитие зубной системы - гетеродонтность. В этой группе выделяют звероподобных, зверообразных и териодонтных ("зверозубых") пресмыкающихся, давших начало млекопитающим.
