Ptice su treća glavna evolucijska grana sauropsida (gmazova), prvi su nearhosaurski gmazovi, a drugi arhosauri (koji uključuje dinosaure i krokodile). Ptice su visoko razvijeni arhosauri i stoga nimalo ne nalikuju svojim najbližim živim rođacima, krokodilima. Evolucijska povijest ptica duga je i složena, budući da su one posljednja velika grana skupine sauropsida. Prethodno se pretpostavljalo da su ptice mogle evoluirati od krokodila ili arhosaura iz skupine stabljika u ranom mezozoiku.
Ptice su evoluirale iz malih dinosaura prije oko 155 milijuna godina, izravno usred mezozojske ere. Ovo je znanstveni konsenzus, formiran relativno nedavno – dugi niz desetljeća rana evolucijska povijest ptica bila je nepoznata i vrlo sporna tema. Ideju da je evolucijska povijest ptica započela s dinosaurima predložio je Darwinov poklonik, Thomas Henry Huxley, nedugo nakon objave Porijeklo vrsta iz 1859., ali nije potvrđeno sve do 1960-ih, kada su evolucijska biologija i komparativna anatomija napredovao do te mjere da je pružio obilje dokaza u korist veze.
Evolucijska povijest ptica ukorijenjena je u pernatim dinosaurima, životinjama za koje nismo ni znali da postoje sve do niza ključnih nalaza u Kini 1990-ih. Očito je perje nekih dinosaura naraslo toliko da su ih mogli koristiti za klizanje i na kraju letjeti. To je dovelo do niza evolucijskih promjena u smjeru modernih ptica – šuplje kosti, veća brzina metabolizma, kljunovi, itd. Evolucija ptica iz reptilske loze primjer je toplokrvnih stvorenja koja su evoluirala iz hladnokrvnih stvorenja , nešto što se dogodilo i kada su sisavci evoluirali od hladnokrvnih sinapsida, naših dalekih predaka.
Najpoznatiji fosil koji ukazuje na evolucijsku vezu između dinosaura i ptica je Archaeopteryx, ptica dinosaur koja je živjela u srednjem mezozoiku. Uključuje brojne značajke između dinosaura i ptica. Iako je imao perje, široka krila i sposobnost letenja, veći dio njegove anatomije imao je više zajedničkog s teropodnim dinosaurima, kao što su mali zubi, dugi, koštani rep i kandžasti prednji udovi.
Evolucijska povijest ptica doživjela je novi početak kada su glavni grabežljivci i konkurenti ptica, dinosauri i pterosauri (leteći gmazovi), izumrli, ostavljajući nebo širom otvorenim. Danas su ptice glavni izvor hrane za sisavce mesoždere ili svejede poput mačaka i ljudi.