恐龙身体表面的形态结构有恐龙的皮肤化石和皮肤的印模化石为直接证据，使我们对其有所了解。
1908年，在北美洲发现了鸭嘴龙的“木乃伊”化石，据此人们知道了鸭嘴龙的皮很厚，其上有角质突起，呈现出星星点点的形态。
蜥脚类恐龙的身体表面，与现生蛇、蜥蜴的体表相似，具有一层近于平坦的角质小鳞片。个别种类，如巨龙，体表嵌有甲板。
肉食性恐龙的皮很粗糙，上面有一排排凸出体表的角质大鳞片，在有的部位，如颈部，还可以看到具有大鳞片的厚皮形成的褶皱。
角龙类的体表具有成排的、大而呈钮扣状的瘤状突起，有的瘤状突起直径可达5厘米，从颈部一直排列到尾部，瘤与瘤之间有小鳞片。
甲龙的体表覆盖着许多甲板，还有许多长短不等的骨钉、骨刺。
我国首例恐龙皮肤化石是1989年10月在四川自贡发现的，它是一具剑龙的皮肤化石。化石清楚地显示出，剑龙身体表面由网状分布或镶嵌状排列的六角质鳞片构成，鳞片较小，在每平方厘米小范围内就有3～4块这样的小鳞片。
关于恐龙的颜色，没有任何证据保留下来，因此人们无从知晓。所有有关恐龙体色的推论和描绘都是根据现生爬行动物和生物适应性的原理来推测的。现生爬行动物中，多数种类的颜色单一，因此估计多数恐龙也应是单色的，如暗绿色、棕色、灰褐色等。有的种类也可能像现生巨蜥——毒蜥那样，色彩斑斓。不同的花纹和色彩是不同种类的恐龙的特征标志，以利于个体相互之间的辨认。鲜艳的色彩可成为一些小型的有毒性的恐龙的警戒色，用以警告其他肉食性恐龙不要轻易来侵犯，有保护自身的作用。
基于鸟类起源于爬行动物，甚至起源于早期的兽脚类恐龙的观点，因此，有人认为恐龙皮肤的颜色应该与鸟类漂亮的羽毛颜色一样，五彩缤纷，绚丽夺目。
甚至有的科学家还大胆地设想，个别恐龙或许还能像现生的变色龙那样，可以改变肤色。能改变肤色的本领使它们在繁殖季节容易找到配偶，或与环境色彩一致，免遭敌害发现，利于保护自己，甚至也可以利用不同的颜色来调节吸收太阳光的热量，以便调节体温。
恐龙家族种类繁多，可以说色彩纷呈。