Dimetrodonはペルム紀の陸生四足動物で、見かけが爬虫類に似ており恐竜の仲間と勘違いされることが多いが、哺乳類も含まれる単弓類の基部に位置している ³⁾。

属名のDimetrodonは「2種類の大きさの歯」という意味であり ⁶⁾、種小名milleriはChicago大学Walker Museumの学芸員だったPaul C. Millerに敬意を表したものである ⁸⁾。

D. milleriはDimetrodonの中でも最初期の小型種で体長は2 mぐらいだが、より時代が新しいDimetrodonは大型に進化している ⁶⁾。

何といっても背中の大きな帆のような構造で有名であり、極端に伸びた神経棘がその支柱となっている ²⁾。帆構造は体温調節の役割を果たしていたという考えがある一方で、種内でのディスプレイ機能を担っていたという考えもあり ²⁾、確定していない。

属名のように、口いっぱいの円錐形をした大小の歯を持ち、大型の両生類なども捕食していた可能性もある肉食性で、当時の陸生捕食者としては頂点に立っていたと思われる ^6),9)。

従来、Dimetrodonは、足を横に広げ腹を引きずって歩く姿で復元されてきたが、骨格と姿勢を改めて解析した結果から、足がより直立し胴体を浮かせて歩くことができた可能性が指摘されており ^{1), 4)}、これまで以上に素早い動きが可能な捕食者だったのかもしれない。

Dimetrodonの化石が多数見つかっているテキサスやオクラホマは内水路環境であることから、水生ないし半水生動物を捕食するなど、水と関係が深い環境に生息していたと考えられている ⁷⁾。しかし、完全な内陸部の高地高原だったと考えられる場所からも見つかっており、Dimetrodonが完全に陸生で内陸部に生息していたことも示している ⁷⁾。

Dimetrodonは北アメリカに加えヨーロッパでも見つかっており、当時のユーラメリカ大陸上で陸生四肢動物は特別な障壁に制限されることなく分布していたことを示唆している ^{5), 7)}。

同じ初期の単弓類であるEdaphosaurusもやはり帆を持っているが、これらの帆は共通祖先から受け継いだものではなくそれぞれ独立して進化させたもの、すなわち収斂進化したものである ³⁾。