ティラノサウルス科
ティラノサウルス科の間で社会的行動があった証拠も僅かに存在する。スーの標本と同じ産地では亜成体および幼体の骨格が発見・報告されており、ティラノサウルス類がある種の社会集団の中で生活していたという仮説の支持に用いられている。ゴルゴサウルスには群居性の行動の証拠は存在しないが、アルバートサウルスやダスプレトサウルスは群れで行動した証拠が存在する。
ダイナソーパーク累層のダスプレトサウルスの種の若い標本 TMP 94.143.1 では、他のティラノサウルス類に起因する噛み後が顔に存在する。噛み跡は治癒しており、噛まれた後も個体が生き延びたことが示唆される。完全に成長したダイナソーパーク累層のダスプレトサウルス TMP 85.62.1 もティラノサウルス類の噛み跡を示しており、顔面への攻撃が若い個体のみに限ったものではないことが示唆される。噛み後は他の種のものである可能性もあるものの、顔面への噛み付きなど種内攻撃は捕食動物の間で非常によく見られることである。顔面への噛み付きはゴルゴサウルスやティラノサウルスといった他のティラノサウルス類だけでなく、シンラプトルやサウロルニトレステスといった他の獣脚類の属にも見られる。ダレン・ダンケとフィリップ・カリーは、噛み跡は縄張りや資源、あるいは社会集団内の支配を巡る種内競争に起因すると仮説を立てた。
Deinodontidae という名前は1866年にエドワード・ドリンカー・コープがこの科について作り、1960年代まで新たな名前 Tyrannosauridae の立ち位置で用いられた。Deinodontidae のタイプ属は Deinodon で、モンタナ州産の単離した歯から命名された。しかし、1970年の北アメリカのティラノサウルス類のレビューにおいて、デイル・ラッセルは Deinodon が有効な分類群でないと結論し、Deinodontidae の代わりに Tyrannosauridae の名前を用い、国際動物命名規約と一致すると主張した。このため、ティラノサウルス科という名前が現在の専門家から好まれている。
Tyrannosaurus は1905年にヘンリー・フェアフィールド・オズボーンが命名し、これに伴ってティラノサウルス科も命名された。この名前は古代ギリシア語の τυραννος (tyrannos)(「暴君」)および σαυρος (sauros)(「トカゲ」)に由来する。接尾詞 -idae は動物の科の名前に一般に付されるものであり、複数名詞を示すギリシア語の接尾詞 -ιδαι -idai に由来する。
アルバートサウルス、ダスプレトサウルス、ゴルゴサウルスは涙骨上に目の前に高いクレストを持つが、タルボサウルスとティラノサウルスは極端に厚みを帯びた後眼窩骨が三日月形のクレストを目の後ろで形成する。アリオラムスはその吻部の最上部に1列に配列した6個の骨質のクレストを持つ。ダスプレトサウルスとタルボサウルスではより低いクレストが報告された標本があり、さらに基盤的なティラノサウルス上科であるアパラチオサウルスとも共通する。吻部と頭蓋骨の他の部位にも無数の孔が存在する。D. horneri を記載した2017年の研究によると、ワニやティラノサウルス科に見られる多列の神経血管孔は触覚や鱗状の外皮にも相関がある。
ティラノサウルス科はティラノサウルス上科の祖先と同様に異歯性を持ち、前上顎骨歯は断面がD字型で、他の歯よりも小型である。最初期のティラノサウルス上科や他の獣脚類と異なり、成熟したティラノサウルス科の上顎骨歯と歯骨歯はブレード状ではなく極端に厚く、また断面は丸みを帯びており、いくつかの種では鋸歯が減少している。歯の本数は種のうちで一定しており、大型の種では小型の種よりも少ない傾向がある。例えば、アリオラムスは76 - 78本、ティラノサウルスは54 - 60本の歯を持つ。
古脊椎動物学において系統分類学が出現し、ティラノサウルス科は複数の明白な定義を与えられている。最初の定義はポール・セレノによる1998年のもので、アレクトロサウルスやアウブリソドンあるいはナノティラヌスよりもティラノサウルスに近縁な全てのティラノサウルス上科が本科に含まれた。しかし、ナノティラヌスはよくティラノサウルスの幼体と考えられており、アウブリソドンも疑問名であるため、系統群の定義には不適である。
2001年、トーマス・R・ホルツ・ジュニアはティラノサウルス科の分岐分析を発表した。彼は、鋸歯の無い前上顎骨歯で特徴づけられる原始的なアウブリソドン亜科と、ティラノサウルス亜科の2亜科が存在すると結論した。アウブリソドン亜科にはアウブリソドンの他に "Kirtland Aublysodon" とアレクトロサウルスが含まれる。また、ホルツはシャモティラヌスがティラノサウルス科の共有派生形質を複数示すことを発見したが、ティラノサウルス科には置かなかった。
同誌で後述された記述にて、彼はティラノサウルス科を「ティラノサウルスとアウブリソドンの最も近い共通祖先の全ての子孫」として定義することを提唱した。また、彼はポール・セレノのものをはじめ他の研究者が過去に提唱した定義を批判した。