Dimetrodon, (släktet Dimetrodon), utrotad släkting till primitiva däggdjur som kännetecknas av en stor, upprätt, segellik struktur på ryggen. Dimetrodon levde för cirka 286 miljoner till 270 miljoner år sedan, under Permianperioden, och fossiler av djuret har hittats i Nordamerika.
Dimetrodon var en köttätare som växte till en längd av mer än 3,5 meter (11,5 fot) och hade ett stort "segel" på ryggen som kan ha fungerat i temperaturreglering. Seglet bildades förmodligen av långsträckta ryggradsryggar anslutna med ett membran som innehöll många blodkärl. Dimetrodon skallen var hög och smal, och området framför ögonen var långt. Dess många tänder differentierades i flera storlekar.
Ett liknande segel finns på den besläktade men växtätande Edaphosaurus, en växtätare med ett mindre huvud och mer blygsamma tänder. Med tanke på termoreguleringens fysiologiska betydelse uppstår frågan varför alla de olika medlemmarna i Dimetrodon och Edaphosaurus taxonomiska grupp, Pelycosauria, inte hade segel. Pelycosaurier var inte dinosaurier och var i själva verket inte ens reptiler. Även om pelykosaurier utrotades i slutet av Permian, är det troligt att therapsids, en grupp som så småningom skulle inkludera däggdjur, härstammade från pelycosaurier som liknar Dimetrodon.
