Esta revisión proporciona una visión general de los compuestos orgánicos detectados en fósiles de dinosaurios no aviares hasta la fecha. Esto fue posible gracias al desarrollo de técnicas analíticas sensibles. Se emplearon métodos no destructivos y procedimientos restringidos a la superficie de la muestra, como la microscopía óptica y electrónica, la espectroscopia infrarroja (IR) y Raman, así como enfoques más invasivos que incluyen la cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS), espectrometría de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo y métodos inmunológicos. Los compuestos orgánicos detectados en muestras de fósiles de dinosaurios incluyen pigmentos (heme, biliverdina, protoporfirina IX, melanina) y proteínas, como colágenos y queratinas. Sin embargo, el origen y la naturaleza de las señales proteicas observadas se discuten de manera controvertida en algunos casos. Los enfoques de tafonomía molecular pueden apoyar el desarrollo de métodos analíticos adecuados para confirmar los hallazgos reportados e identificar más compuestos orgánicos en fósiles de dinosaurios y otros en el futuro. Se discutirán las propiedades químicas de los diversos compuestos orgánicos detectados en dinosaurios y las técnicas utilizadas para la identificación y análisis de cada uno de los compuestos.