有些恐龙可能是温血动物。首先，他们认为有些恐龙行动极为敏捷，也不是像蛇一样在地上爬行，而是靠两条后腿在地面上跑动，其速度可达每小时20至90多公里。这就需要有强壮的心脏并且维持较高的新陈代谢，这些显然冷血动物是做不到的。其次，恐龙的食量都相当大，据推测，一头30吨重的蜥脚类恐龙，每天可能要吃掉近2吨食物，只有温血动物才需要这么多的能量。从食肉恐龙远远少于食草恐龙来看，这一点也是合理的。另外，还有一些身体较小的恐龙，它们身上覆盖着一层羽毛或毛发，这也是为了防止体温散失。其它方面，如骨骼的研究，也初步表明一些恐龙是温血动物。温血恐龙的说法一提出，就受到强烈抨击，但到底结论如何，还难下定论。
有些人认为恐龙是温血性动物，因此可能禁不起白垩纪晚期的寒冷气候而导致无法存活。因为即使恐龙是温血性，体温仍然不高，可能和现生树懒的体温差不多，而要维持这样的体温，也只能生存在热带气候区。同时恐龙的呼吸器官并不完善，不能充分补给氧。温血动物和冷血动物不一样的地方，就是如果体温降到一定的范围之下，就要消耗体能以提高体温，身体也就很快地变得虚弱。它们过于庞大的体驱，不能进入洞中避寒，所以如果寒冷的日子持续几天，可能就会因为耗尽体力而遭到冻死的命运。但是，这种学说有一个疑点，那就是恐龙不都是那么庞大的，也不一定都不能躲进洞里避难，所以这种学说也有不完善的地方。
在中生代后半，已有哺乳类的祖先生存。据化石的记录，当时的哺乳类体型甚小，数量也有限，直到白垩纪的后期，数量才开始急速增加。推测它们属于以昆虫等为主食的杂食性，这些小型哺乳类发现恐龙卵之后，即不断取而食之，最终导致恐龙的生育危机，导致恐龙灭绝。
根据深海地质钻探得到的资料，一些科学家认为在6500万年前的地球上的气候发生了异常的变化，温度忽然升高。这种变化使恐龙等散热能力较弱的变温动物无法很好地适应环境，引起其身体中的内分泌系统紊乱，尤其是造成雄性个体的生殖系统严重损坏。结果，恐龙无法繁殖后代，从而走向了最终的绝灭。
还有一种理论，虽然同样是认为气候骤变引起恐龙绝灭，但是推测的过程却不一样。这一派学者认为，在距今大约7000万年前，北冰洋与其它大洋之间被陆地完全隔开，并在最后的日子里，那咸咸的海水因各种因素的作用渐渐地变成了淡水。到了距今6500万年前，分隔北冰洋与其它大洋的“堤岸”突然发生了决口。大量因淡化而变轻的北冰洋的水流入其它大洋。由于北冰洋的水温度很低，这些“外溢”的冷水形成了一层冷流，使得地球大洋的海水温度迅速地下降了大约20度。海洋温度的下降又严重影响了大陆气候，使大陆上空的空气变冷。同时，空气中的水蒸气含量也迅速减少，引起了陆地上普遍的干旱。