Диметродон (лат. Dimetrodon) — род вымерших хищных синапсид из семейства сфенакодонтов, живших в пермский период 280—265 млн. лет назад. Эволюционно находится ближе к млекопитающим, чем к истинным рептилиям.
Достигал в длину 2,7—4,0 метров и был крупнейшим хищником своего времени. В отличие от рептилий имел зубы двух типов (резцы и клыки), однако не подобранные под туловище ноги. Наиболее яркой чертой диметродона является парус из натянутой на выросты спинных позвонков кожи. Подобные паруса развились у различных доисторических животных (амфибии Platyhystrix, пеликозавра Edaphosaurus, динозавра Spinosaurus) и служили терморегуляторами. Подсчитано, что 200-килограммовый хладнокровный диметродон разогревался бы без паруса с 26 °C до 32 °C за 205 минут, а с парусом за 80 минут.
По другим версиям парус использовался в брачных играх, служил камуфляжем среди вертикальных стеблей растений или настоящим парусом при плавании."Парус" развивался постепенно в течение жизни, известны находки молодых особей диметродона с невысокими остистыми отростками. Молодые особи, по-видимому, обитали в зарослях по берегам водоемов, взрослые - жили в лесах и на равнинах. Тем не менее, бытующее в популярных книгах изображение диметродона на фоне пустыни представляется нереальным - не будучи настоящей рептилией, он не мог бы выжить в жаркой сухой местности.
Диметродоны питались любыми животными, которых могли одолеть. Интересно, что в условиях примерно равного соотношения биомассы хищников и растительноядных (характерного для раннепермских фаун), основу питания в отдельные периоды могла составлять рыба. В 2008 году команда Р. Бэккера обнаружила четкие признаки того, что диметродоны поедали пресноводных акул - ксенакантид. Возможно, акулы оставались в пересыхающих прудах, где становились жертвой пеликозавров.
Класификация видов.
D. natalis (Cope 1877) —Сакмарский ярус — самый мелкий американский вид, изначально (Э. Кейз, 1903) изображался с низким парусом, длина черепа около 14 см, вес до 37 кг. Техас. В реальности форма паруса неизвестна. Череп низкий, заметны верхние "клыки".

D. limbatus (Cope 1877) — Сакмарский и Артинский ярус — длина черепа до 40 см, общая длина до 2,6 м, из формации Admiral и Bell Plains в Техасе. Часто изображается в литературе, возможный синоним — Dimetrodon incisivus. Пожалуй, самый изученный вид.

D. gigashomogenes (Case 1907) — Кунгурский ярус — длина до 3,3 метра, гигантский вид с относительно коротким и высоким черепом. Вероятный предок D. angelensis. Из формации Арройо (Клир-Форк) Техаса.

D. grandis (Case, 1907) — ранний Кунгурский ярус — длина до 3,2 м, отличается от предыдущего вида более низким черепом длиной до 50 см и тяжелым телосложением. Характерно также наименьшее количество предклыковых зубов — всего две пары. Из формации Арройо (Клир-Форк) Техаса. Возможный синоним - D. gigas.

D. loomisi (Romer 1937) — Кунгурский ярус — длина до 2,5 метров, Клир-Форк Техаса. Отличается довольно низким черепом и своеобразной формой паруса (парус как бы «зазубренный»).

D. angelensis (Olson 1962) — Ранняя уфимская эпоха (поздняя Кунгурская) — последний и самый крупный из диметродонов. Длина черепа до 58 см, что предполагает общую длину до 4 −4,5 метров. Из формации Сан-Анжело в Техасе. Череп длинный и низкий, очень длинные тонкие верхние "клыки". Плохо известен, описанные два черепа сильно деформированы.