O Petrolacossauro era um animal pequeno, de 40 centímetros de comprimento, o mais antigo diapsídeo conhecido. Ele viveu durante o período Carbonífero posterior. Os estratos onde foi encontrado no Kansas são da idade Pennsylvanian, aproximadamente 302 milhões de anos de idade.
Sua dieta era provavelmente de pequenos insetos. O Petrolacossauro tinha dentes de tamanho secundário característico de caninos, uma característica encontrada principalmente nas terapias, e mais tarde nos mamíferos. Seus fósseis foram encontrados no Kansas, EUA.
O Petrolacossauro era muito derivado para ser o ancestral de todas as formas modernas. Na verdade, já era um diapsídeo, com duas aberturas em cada lado do crânio para adicionar pontos de fixação para os músculos da mandíbula. Portanto, não pode ter sido o antepassado de nenhum sinapsiídeo, que tem apenas uma abertura desse tipo. Os sinapídios divergiram da árvore amniótica comum antes das diapsídeas.
A BBC Televisão em Caminhando com Dinossauros cometeu o erro de falar sobre isso como um ancestral tanto de répteis quanto de mamíferos.