型蜥脚类恐龙，泰坦巨龙类，因为晚白垩纪的北美洲并没有如此巨大的恐龙存在。这种头部力学的差异也影响了暴龙科的种系发生学。同样发现于蒙古的分支龙，也具有类似特暴龙的头部力学特征，这显示暴龙并非特暴龙的最近亲。特暴龙与暴龙的相似处可能导因于牠们巨大的体型，是平行演化的结果。
脑部结构.一个在1948年发现的颅骨，一度被归类于蛇发女怪龙的"G. lancinator"，因为具有颅腔，有助于科学家了解特暴龙的脑部结构。在1965年，马列夫制作了一个石膏颅腔模型，并做了初步的脑部形状检查。在20