レペノマムス
王元青によるとレペノマムスは、臼歯に存在する3つの突起(咬頭)が前後方向に直線状に配列するという特徴を持つ、三錐歯類に属する。ただし冨田幸光によると、この形態は哺乳類の最も単純な臼歯の形状であり、トリナクソドンやモルガヌコドンといった別の分類群に属する哺乳類にも見られることから、2011年時点では分類群の標徴形質としては用いられないとして合意が得られている。冨田はこの特徴に加えて、他の哺乳類の持つ臼歯よりも左右に扁平であることと、主要三咬頭以外の装飾的な小咬頭が少ないこと、下顎の後部に広い凹みが卓越すること、爬虫類のものに類似する多数の小型の骨が下顎の後部に存在しないことを特徴に、新三錐歯類という分類群を支持し、レペノマムスをそこに分類している。また科についても、王はゴビコノドン科、冨田はレペノマムス科に分類している。
レペノマムスはレペノマムス・ロブストゥスとレペノマムス・ギガンティクスの2種が知られている。レペノマムス・ロブストゥスは2000年に一個の頭骨に基づいて記載され、2005年により完全な骨格標本が報告された。この標本については後述する。レペノマムス・ギガンティスはレペノマムス・ロブストゥスの新標本と共に記載された新種である。ホロタイプ標本は外側を向いて背中を丸めた姿勢で横たわっており、イヌが寝ているような体勢になっている。
彼らが動物食性であったことを示す証拠として、2005年に報告された新しい完全な化石標本から、胃が位置していたと思われる左側の肋骨の下に全長14センチメートルほどのプシッタコサウルスの幼体の遺骸が確認されている。プシッタコサウルスの骨は胴体が二つに分断されていて、かつ四肢の骨が関節したままであった。これは、レペノマムスが獲物を食い千切った後に咀嚼せず丸呑みにしていたことを示唆する。
土屋健は、より大型のレペノマムス・ギガンティクスであれば、より成長した恐竜も獲物に出来たと推測している。デューク大学のアン・ウェイルは、現生の体重21.5キログラム以下の肉食哺乳類の行動に基づき、レペノマムス・ギガンティクスが同様の行動様式で恐竜を捕食したとすれば獲物は体重7キログラム未満であったと推定している。また、体重21.5キログラム以下の肉食哺乳類は食餌内容の季節変化が大きいため、恐竜やそもそも肉がどれほどの割合を占めていたかは不明であると述べている。
2023年には、レペノマムス・ロブストゥスとプシッタコサウルス未定種の格闘化石が報告された。