Диноцефали, або дейноцефали (Dinocephalia — «страшна голова») — клада примітивних ранніх терапсид. Диноцефали прийшли на зміну пелікозаврам після вимирання останніх, широко розповсюдились в середині пермського періоду, але вимерли на піку своєї різноманітності під час Кептенського масового вимирання. Відомі травоїдні, м'ясоїдні та всеїдні форми[1]. Довжина до 5 м і вагою 1,5 т. Череп стислий і високий з куполовидним потовщенням кісток склепіння (пахиостоз), вторинного піднебіння немає. Передні зуби зазвичай сильні, часто з п'ятами для пережовування їжі. Скелет масивний. 2 надродини: антеозаври (Anteosauria) і тапіноцефали (Tapinocephaloidea). Понад 60 видів. Після вимирання були змінені значно меншими за розмірами теріодонтами і дицинодонтами.
Окрім біармозухій, диноцефали були найменш просунутимитерапсидами, хоча все ще унікально спеціалізованими у своєму роді. Вони зберегли ряд примітивних ознак (наприклад, відсутність вторинного піднебіння, малий зубний ряд), спільних з їхніми предками пелікозаврами, хоча вони також мають більш просунуті терапсидні адаптації, такі як розширення клубової кістки та більш випрямлені кінцівки.
Диноцефали, як правило, були великими. Найбільші травоїдні (Tapinocephalus) і всеїдні (Titanosuchus) могли важити до 2 тонн і мати довжину близько 4,5 метрів, тоді як найбільші м'ясоїдні (такі як Titanophoneus і Anteosaurus) були щонайменше такими ж довгими, з масивними черепами завдовжки у 80 сантиметрів та загальною масою близько пів тонни.