Los carnosaurios son un subgrupo de los dinosaurios terópodos. Constituyen el clado Carnosauria. El término se utilizaba antiguamente de forma muy amplia, pero ahora se define de forma más restringida. Algunas autoridades lo denominan Allosauroidea.
El grupo incluye algunos de los principales carnívoros del Jurásico y el Cretácico, como Allosaurus, Carcharodontosaurus y Neovenator. El análisis cladístico moderno define a Carnosauria (o Allosauroidea) como aquellos tetanuros que comparten un ancestro común más reciente con Allosaurus que con las aves modernas.
Los carnosaurios se caracterizan por varios rasgos. Algunos de ellos debieron de ser adaptaciones a su gran tamaño, como su cráneo abierto, hecho de puntales en lugar de hueso sólido. Tenían ojos grandes y un cráneo largo y estrecho. El fémur ("hueso del muslo") suele ser mayor que la tibia ("hueso de la espinilla"). Esto sugiere que la acción cercana era controlada por la vista.
Las patas están adaptadas para correr, pero no de forma extrema. Tenían brazos fuertes, probablemente utilizados para luchar contra la presa mientras los dientes mordían. La estructura de un Allosaurus sugiere que se trata de un depredador general de fuerte constitución. Esto es diferente de un tiranosaurio como el Albertosaurus, que estaba mejor adaptado para correr en terreno abierto. Los tiranosaurios, con sus pequeñas manos de dos dedos, utilizaban la cabeza para matar a sus presas y para golpear a sus rivales.
Se refuta la idea de que el grupo se extinguió a finales del Jurásico. Ahora se sabe que el clado Neovenatorid sobrevivió hasta el final del Mesozoico. Este grupo (véase el cladograma más abajo) incluía a Aerosteon, Australovenator, Fukuiraptor y Neovenator.