Les Pachycephalosauria (« lézards à la tête épaisse ») sont une super-famille éteinte d'ornithischiens qui se sont développés au Crétacé dans ce qui est aujourd'hui l'Amérique du Nord et l'Asie. C'étaient tous des bipèdes herbivores au crâne épais. Chez certaines espèces, le sommet du crâne forme un dôme de plusieurs centimètres d'épaisseur. Ce crâne peut être entouré de minuscules cornes (Pachycephalosaurus) ou d'épines (« Stygimoloch »).
La fonction de ce crâne anormalement épais a été la source de débats houleux. L'hypothèse la plus commune est que ces animaux se fonçaient littéralement dedans, tête baissée, dans des combats rituels à la manière du mouflon ou du bœuf musqué, mais la forme arrondie du crâne aurait tendance à dévier les coups, qui causeraient des blessures au cou. D'autres possibilités incluent des coups de côté (comme chez les girafes) ou peut-être la défense contre les prédateurs.
Parmi les genres représentés dans ce groupe, on compte entre autres Pachycephalosaurus, Stegoceras, Prenocephale et peut-être Yaverlandia. Majungasaurus, longtemps considéré comme étant lui aussi un pachycéphalosaure, est aujourd'hui reconnu comme étant un théropode de la famille des abélisauridés.