Dimetrodon is een geslacht van uitgestorven reptielen die behoren tot de Synapsiden of zoogdierachtige reptielen (Synapsida). Dimetrodon behoorde tot de orde Pelycosauria en de familie Sphenacodontidae.
Alle soorten waren carnivore landbewoners die leefden in het Vroeg-Perm (290 tot 270 miljoen jaar geleden). Fossielen zijn bekend uit de Verenigde Staten en Duitsland.
Door klimaatverandering veranderde de leefomgeving van Dimetrodon dusdanig dat de soort uitstierf.