Petrolacosaurus var ett litet, 40 centimeter långt djur och den tidigaste kända diapsid. Den levde under den senare karbonperioden. Lagren där den hittades i Kansas är av pennsylvanisk ålder, cirka 302 miljoner år gamla.
Dess föda bestod troligen av små insekter. Petrolacosaurus hade utmärkande kaninliknande tänder av sekundär storlek, ett drag som främst återfinns hos therapsider och senare hos däggdjur. Dess fossil har hittats i Kansas, USA.
Petrolacosaurus var för gammal för att vara förfader till alla moderna former. I själva verket var den redan en diapsid, med två öppningar på varje sida av skallen för att lägga till fästpunkter för käkmusklerna. Den kan därför inte ha varit förfader till några synapsider, som bara har en sådan öppning. Synapsiderna skiljde sig från det gemensamma amniotenträdet innan diapsiderna gjorde det.
BBC Television gjorde misstaget att i Walking with Dinosaurs tala om den som en förfader till både reptiler och däggdjur.