Dimorphodon è uno di quegli animali che sembrano essere stati assemblati fuori dalla scatola: la sua testa era molto più grande di quella di altri pterosauri, anche quasi contemporanei come Pterodactylus, e sembra essere stata presa in prestito da un dinosauro teropode più grande e terrestre e piantato all'estremità del suo piccolo corpo snello. Di pari interesse per i paleontologi, questo pterosauro giurassico medio-tardivo aveva due tipi di denti nelle mascelle dal becco, quelli più lunghi di fronte (presumibilmente destinati a afferrare la sua preda) e quelli più corti e più piatti nella parte posteriore (presumibilmente per macinare questa preda in una poltiglia facilmente ingoiata), da cui il suo nome, greco per "due forme di dente".
Scoperto relativamente presto nella storia paleontologica, all'inizio del XIX secolo in Inghilterra dalla cacciatrice di fossili amatoriale Mary Anning, Dimorphodon ha suscitato la sua parte di controversie poiché gli scienziati non avevano una struttura evolutiva entro la quale comprenderla.
Ad esempio, il famoso (e notoriamente irritabile) naturalista inglese Richard Owen ha insistito sul fatto che Dimorphodon fosse un rettile terrestre a quattro zampe, mentre il suo rivale Harry Seeley era un po 'più vicino al segno, ipotizzando che Dimorphodon avrebbe potuto correre su due gambe. Gli scienziati hanno impiegato anni per rendersi conto che avevano a che fare con un rettile alato.
Ironia della sorte, secondo le ultime ricerche, può darsi che Owen avesse ragione dopo tutto. Il Dimorphodon a testa larga semplicemente non sembra essere stato costruito per un volo prolungato; al massimo, potrebbe essere stato in grado di svolazzare goffamente da un albero all'altro o di sbattere brevemente le ali per sfuggire ai predatori più grandi.
Questo potrebbe essere stato un primo caso di incapacità secondaria, dal momento che un pterosauro che visse decine di milioni di anni prima che Dimorphodon, Preondactylus, fosse un abile volantino. Quasi certamente, a giudicare dalla sua anatomia, Dimorphodon era più bravo a arrampicarsi sugli alberi che a planare in aria, il che lo avrebbe reso l'equivalente giurassico dello scoiattolo volante contemporaneo. Per questo motivo, molti esperti ora credono che Dimorphodon abbia sussistito su insetti terrestri, piuttosto che essere un cacciatore pelagico (di volo oceanico) di piccoli pesci.