翼龙之所以不属于恐龙，主要是因为两者所属的类目不同，它们都是源自鸟颈类主龙，但是后来分化为两个物种，所以翼龙和恐龙不是从属关系。而且恐龙的国际定义中也表示它是一种后肢能直立行走的爬行类，而翼龙不能直立行走。
翼龙之所以不属于恐龙，其实可以直接从两者的进化过程或者生物定义来看，一是从进化过程的角度来说，恐龙和翼龙的整个演化树中可以追溯到一个源头，也就是某种爬行类，因为两者的头骨上都有着双孔结构，这很好的说明了翼龙是恐龙的近亲。不过翼龙的身体结构和恐龙完全不同，翼龙的第五指退化，而第四指延长，腿部和手指间也出现了翼膜，而恐龙则没有这些特点。
而这些身体结构的不同也使得它们没法分在同一个种属，按照演化树的发展可以看出，在鸟颈类主龙的分类中直接演化出两个大类，一是伪鳄类，后来演化为现代鳄鱼，二则是鸟跖类，这类中则分为翼龙和恐龙两个类，所以两者属于平行的物种关系，而不是谁属于谁的从属关系。
而如果是从生物定义上来看，其实国际上早就将恐龙定义为“生活在距今2.35亿到6500万年前的能后肢直立行走且已经灭绝的陆地爬行类”，而翼龙很明显不属于这一种，因为翼龙无法使用直立行走，它的前肢长有硕大的翼膜，在行走时需要四脚支撑。
翼龙和恐龙最大的区别就是，翼龙是会飞行的爬行类，而恐龙则成为了陆地上的霸主。其次翼龙和恐龙本身的外形和骨骼结构都完全不一样，因为翼龙的翅膀都是由皮肤和骨骼组成的，而不是像鸟类的羽毛，所以很多人问翼龙是鸟类的祖先吗，答案都是否定的，而且翼龙大多拥有着非常短的前掌骨和异常修长的第五根脚趾。
