Hewan terbang terbesar yang pernah hidup adalah anggota keluarga pterosaurus, reptil terbang yang hidup sekitar waktu yang sama dengan dinosaurus, meskipun mereka sebenarnya bukan dinosaurus. Nama “Azhadrichidae” berasal dari kata Ajdarxo, seekor naga dalam mitologi Uzbekistan. Dua anggota famili ini yang memperebutkan gelar hewan terbang terbesar yang pernah ada adalah Quetzalcoatlus, yang fosilnya ditemukan di Amerika Utara, dan Hatzegopteryx, yang ditemukan di Transylvania. Kedua hewan ini memiliki lebar sayap 12 m (40 kaki) atau lebih, seukuran bus sekolah. Sebagai perbandingan, hewan terbang terbesar saat ini, Wandering Albatross, memiliki lebar sayap hingga 3.7 m (12 kaki).
Kedua pterosaurus ini hidup pada akhir Kapur, antara sekitar 85 dan 65 juta tahun yang lalu, sampai mereka punah bersama dinosaurus pada kepunahan Kapur-Tersier. Selama era Mesozoikum, pterosaurus memiliki ceruk yang mirip dengan burung hari ini, mendominasi langit. Mereka memiliki sedikit persaingan di sana, karena tidak ada dinosaurus yang bisa terbang, dan jumlah burung tidak sebanyak hari ini. Pterosaurus terbesar mungkin menghabiskan banyak waktu di tanah seperti bangau, dan pemeriksaan kerangka mereka menunjukkan bahwa mereka adalah pejalan kaki yang cakap, bergerak menggunakan cakar panjang di ujung sayap mereka.
Sebelum Quetzalcoatlus dan Hatzegopteryx, para ilmuwan telah menemukan beberapa pterosaurus besar yang merupakan hewan terbang terbesar yang diketahui pada waktu tertentu. Meskipun ini lebih kecil dari burung-burung yang disebutkan di atas, para ilmuwan juga memiliki kecenderungan untuk percaya bahwa setiap pterosaurus besar baru yang ditemukan mewakili hewan terbesar yang bisa dan masih bisa terbang. Ide ini telah dibantah berkali-kali, dan mungkin masih ada pterosaurus yang lebih besar di tanah. Seperti burung, hewan ini memiliki banyak adaptasi khusus untuk menurunkan berat badan mereka untuk terbang. Tulang diisi dengan lubang internal dan cekungan yang disebut alveoli.
Hewan terbang terbesar yang pernah hidup juga merupakan keturunan vertebrata pertama yang terbang ke udara. Sebelum evolusi pterosaurus, hanya serangga yang bisa terbang. Sejak pterosaurus punah, hewan terbang terbesar pada waktu tertentu telah jauh lebih kecil daripada di masa lalu — memberi kita gagasan yang salah tentang seberapa besar kemungkinan hewan terbang terbesar sebenarnya. Penemuan fosil ini telah mengubah sikap kita terhadap masalah ini.