De Petrolacosaurus was een klein, 40 centimeter lang dier, de vroegst bekende diapside. Het leefde in het late Carboon. De lagen waarin hij in Kansas werd gevonden, zijn van Pennsylvanische ouderdom, ongeveer 302 miljoen jaar oud.

Zijn dieet bestond waarschijnlijk uit kleine insecten. Petrolacosaurus had kenmerkende hoektanden van secundaire grootte, een eigenschap die vooral bij therapsids, en later bij zoogdieren wordt aangetroffen. Zijn fossielen werden gevonden in Kansas, USA.

Petrolacosaurus was te afgeleid om de voorouder van alle moderne vormen te zijn. In feite was het reeds een diapside, met twee openingen aan elke kant van zijn schedel om aanhechtingspunten voor kaakspieren toe te voegen. Hij kan dus niet de voorouder zijn geweest van synapsiden, die slechts één zo'n opening hebben. Synapsiden zijn eerder dan de diapsiden uit de amniote stam voortgekomen.

BBC Television maakte in Walking with Dinosaurs de fout erover te spreken als een voorouder van zowel reptielen als zoogdieren.