Οι καρνόσαυροι είναι μια υποομάδα των θερόποδων δεινοσαύρων. Αποτελούν την κλάση Carnosauria. Ο όρος χρησιμοποιήθηκε κάποτε πολύ ευρέως, αλλά τώρα ορίζεται πιο στενά. Από ορισμένες αρχές αποκαλείται Allosauroidea.
Η ομάδα περιλαμβάνει μερικά από τα κυριότερα σαρκοφάγα της Ιουρασικής και Κρητιδικής περιόδου, όπως ο Αλλόσαυρος, ο Καρχαροδοντόσαυρος και ο Νεοβενάτορας. Η σύγχρονη κλαδιστική ανάλυση ορίζει τα Carnosauria (ή Allosauroidea) ως εκείνα τα τετανούρια που μοιράζονται έναν πιο πρόσφατο κοινό πρόγονο με τον Allosaurus απ' ό,τι με τα σύγχρονα πτηνά.
Οι καρνόσαυροι χαρακτηρίζονται από διάφορα χαρακτηριστικά. Ορισμένα χαρακτηριστικά πρέπει να ήταν προσαρμογές στο μεγάλο τους μέγεθος, όπως το ανοιχτό κρανίο τους, κατασκευασμένο από δοκίδες και όχι από συμπαγές οστό. Είχαν μεγάλα μάτια και μακρύ, στενό κρανίο. Το μηριαίο οστό ("οστό του μηρού") είναι συνήθως μεγαλύτερο από την κνήμη ("οστό της κνήμης"). Αυτό υποδηλώνει ότι η δράση από κοντά ελεγχόταν από την όραση.
Τα πόδια είναι προσαρμοσμένα για τρέξιμο, αλλά όχι εξαιρετικά. Είχαν δυνατά χέρια, που πιθανώς χρησιμοποιούνταν για να παλεύουν το θήραμα καθώς τα δόντια τους δαγκώνουν. Η δομή ενός Αλλόσαυρου υποδηλώνει ένα ισχυρό σώμα γενικού θηρευτή. Αυτό διαφέρει από έναν τυραννόσαυρο όπως ο Αλμπέρτοσαυρος, ο οποίος ήταν καλύτερα προσαρμοσμένος για να τρέχει σε ανοιχτό έδαφος. Οι τυραννόσαυροι, με τα μικρά δίχειρα χέρια τους, χρησιμοποιούσαν το κεφάλι τους για να σκοτώνουν τη λεία τους και να χτυπούν τους αντιπάλους τους.
Η ιδέα ότι η ομάδα εξαφανίστηκε στο τέλος της Ιουρασικής περιόδου καταρρίπτεται. Είναι πλέον γνωστό ότι η κλάση Neovenatorid επιβίωσε μέχρι το τέλος του Μεσοζωικού. Αυτή η ομάδα (βλ. κλαδόγραμμα παρακάτω) περιελάμβανε τα Aerosteon, Australovenator, Fukuiraptor και Neovenator.