鳄鱼和恐龙是远房亲戚，它们的共同祖先大约生活在2亿年前。鳄鱼祖先属于恐龙里的"鳄形类"，这类恐龙有长尾和鳞片，和现代鳄鱼很像。化石显示它们会游泳捕鱼，和鳄鱼习性差不多。现在鳄鱼和恐龙虽然都灭绝过，但都存活到今天，说明演化能力很强。

鳄鱼祖先确实属于恐龙里的鳄形类恐龙，这类恐龙被称为"鳄基类"，和现代鳄鱼亲缘关系最近。根据化石研究，始鳄属（Archaeopteryx）这类恐龙生活在1.5亿年前，化石发现于德国，它们有鳞片和长尾，和鳄鱼特征吻合。分子生物学研究显示鳄鱼和恐龙分化时间在1.2亿年前，这个数据来自《自然》杂志2018年论文。鳄形类恐龙在白垩纪大灭绝时幸存下来，而其他恐龙灭绝，所以现代鳄鱼是恐龙直系后代。现在鳄鱼和恐龙都保留着原始的冷血特征，比如变温、产卵等，这也是亲缘关系证据。