Therocefalieën ('beestkoppen') zijn een uitgestorven groep theriodonten. Zij leefden van het Midden-Permien tot aan het Trias 265-245 miljoen jaar geleden, ongeveer 20 miljoen jaar geleden.
De therocephalianen zijn genoemd naar hun grote schedels. Hun schedels, met de structuur van hun tanden, suggereren dat ze succesvolle carnivoren waren.
Net als andere niet-zoogdiertherapieën worden therocefalieën soms beschreven als zoogdierachtige reptielen. Therocefalie is in feite de groep die het nauwst verwant is aan de cynodonten, die aanleiding gaven tot de zoogdieren.
Deze relatie komt tot uiting in een verscheidenheid aan anatomische kenmerken, mogelijk met inbegrip van snorharen en haar. Er zijn nog veel onbeantwoorde vragen over de fylogenie, de anatomie en de fysiologie van therocefalieën.
De fossielen van therocephalians zijn talrijk in de Karoo van Zuid-Afrika, maar zijn ook gevonden in Rusland, China en Antarctica.
Vroege therocephalische fossielen ontdekt in Midden-Permian afzettingen van Zuid-Afrika ondersteunen een Gondwanan oorsprong voor de groep, die zich snel lijkt te hebben verspreid over de wereld. Hoewel bijna elke therocephalian afkomst eindigde tijdens de grote Permian-Triassic uitsterving evenement, een paar vertegenwoordigers van de subgroep (genaamd Eutherocephalia) overleefde in de vroege Triassic en bleef diversifiëren.
De laatste therocefalen zijn echter uitgestorven door het vroege midden-Trias. De redenen voor hun uitsterven zijn niet bekend.