A Pteroszaurusz a pterosauria repülő hüllők rendjébe tartozott. A pterosauriák a földtörténeti középidőben éltek, virágkoruk főleg a jura (a 213-144 millió évvel ezelőtti) és a kréta (144-65 millió évvel ezelőtti) időszakra tehető. A rend az Archosauria csoportba tartozik, akárcsak a dinoszauruszok és a krokodilok, s amelyből a madarak is kifejlődtek.
Még a triász időszakban (248-213 millió évvel ezelőtt) egy két lábon járó ág fejlődött ki a csoportban. Az így felszabaduló mellső végtagokat alakultak szárnnyá. A repülő hüllőknél a denevérekhez hasonlóan a szárnyat bőrredők alkották, de míg a denevéreknél ennek kifeszítésében (a hüvelyk kivételével) minden ujj részt vesz, addig a repülő hüllőnek csak a negyedik, meghosszabbodott ujja feszítette ki elöl, hátul pedig a combcsont.
Az állatok koponyája könnyű, de meglehetősen nagy, csőrük rendkívül hosszú és vékony volt. A ma élő hüllőkkel - például az alligátorokkal vagy a gyíkokkal - összehasonlítva a Pteroszauruszok igen bonyolult idegrendszerrel rendelkeztek, amely lehetővé tette számukra, hogy nagyméretű szárnyaikat ügyesen és fürgén használják, és a repülő életmódhoz tökéletesen alkalmazkodjanak. Még nem eldöntött tény, de valószínű, hogy nem halakkal táplálkoztak, hanem dögevők voltak.
A texasi Big Bend Nemzeti Park üledékeiben 1975-ben három óriási Pteroszaurusz csontvázának darabjai kerültek elő. A csontok méretéből ítélve a legnagyobb példány szárnyfesztávja kb. 15,5 méter lehetett. Ennél nagyobb repülő állatot nem ismerünk.
A kréta utáni időkből nem került elő Pteroszaurusz: végérvényesen kiszorították őket a madarak.