Burung adalah cabang evolusi utama ketiga dari sauropsid (reptil), yang pertama adalah reptil non-archosaurian dan yang kedua adalah archosaurs (yang mencakup dinosaurus dan buaya). Burung adalah archosaurs yang sangat berkembang, dan karenanya tidak terlihat seperti kerabat terdekat mereka yang masih hidup, buaya. Sejarah evolusi burung panjang dan kompleks, karena mereka adalah cabang utama terbaru dari kelompok sauropsid. Sebelumnya, diperkirakan bahwa burung mungkin telah berevolusi dari buaya atau archosaurs kelompok induk di awal Mesozoikum.
Burung berevolusi dari dinosaurus kecil sekitar 155 juta tahun yang lalu, tepat di tengah era Mesozoikum. Ini adalah konsensus ilmiah, yang terbentuk relatif baru-baru ini — selama beberapa dekade, sejarah awal evolusi burung tidak diketahui dan menjadi topik yang sangat kontroversial. Gagasan bahwa sejarah evolusi burung dimulai dengan dinosaurus diajukan oleh seorang pemuja Darwin, Thomas Henry Huxley, tak lama setelah publikasi The Origin of Species tahun 1859, tetapi hal itu tidak dikonfirmasi sampai tahun 1960-an, ketika biologi evolusioner dan anatomi komparatif maju ke titik memberikan banyak bukti yang mendukung hubungan tersebut.
Sejarah evolusi burung berakar pada dinosaurus berbulu, hewan yang bahkan tidak kita ketahui keberadaannya sampai serangkaian penemuan penting di Cina pada 1990-an. Rupanya, beberapa bulu dinosaurus tumbuh begitu panjang sehingga mereka bisa menggunakannya untuk meluncur dan akhirnya terbang. Hal ini menyebabkan serangkaian perubahan evolusioner ke arah burung modern — tulang berongga, tingkat metabolisme yang lebih tinggi, paruh, dll. Evolusi burung dari garis reptil adalah contoh makhluk berdarah panas yang berevolusi dari makhluk berdarah dingin. , sesuatu yang juga terjadi ketika mamalia berevolusi dari sinapsida berdarah dingin, nenek moyang kita yang jauh.
Fosil paling terkenal yang menunjukkan hubungan evolusi antara dinosaurus dan burung adalah Archaeopteryx, burung dinosaurus yang hidup di pertengahan Mesozoikum. Ini mencakup banyak fitur perantara antara dinosaurus dan burung. Meskipun memiliki bulu, sayap lebar, dan kemampuan untuk terbang, sebagian besar anatominya memiliki lebih banyak kesamaan dengan dinosaurus theropoda, seperti gigi kecil, ekor panjang, bertulang, dan kaki depan yang mencakar.
Sejarah evolusi burung mengalami awal yang baru ketika predator dan pesaing utama burung, dinosaurus dan pterosaurus (reptil terbang), punah, meninggalkan langit terbuka lebar. Saat ini, burung merupakan sumber makanan utama bagi mamalia karnivora atau omnivora seperti kucing dan manusia.