Пакицефалозавровые ("толстоголовые ящерицы") были мелкими и средними, двуногими, травоядными динозаврами-орнитишиа, которые не превышали в длину 4.5 м. Они являются единственной группой динозавров, у которых на макушке были толстые черепные кости. Из 14 с хвостиком признанных учёными групп пакицефалозавров, девять известны только по их черепам и обломкам оных. Только один новый вид пакицефалозавров был открыт за последние 25 лет (Сфаеротолус, в 2002 году), указывая на относительную редкость этого клана среди окаменевших останков динозавров.
Пакицефалозавровые классифицированы как клан Маргиноцефаловых динозавров и они номенклатурно идентифицированы как маргиноцефаловые, которые являются более близкими родичами Пакицефалозавру, нежели Трицератопсу. Этот клан делится дальше на две подгруппы: Хомалосефалойдовые, более примитивные ящеры со сплющенными головами, и Пакицефалозавридовые, у которых были заметные, куполообразные макушки. Недавние исследования предположили, однако, что разница между плоскими и куполообразными головами может просто относится к возрасту животного, когда куполообразная голова полностью проявляется только после достижения половозрелости. Большинство пакицефалозавров были найдены в Северной Америке, Европе и Азии, и жили от начала до конца Мелового периода.
Помимо толстых черепных костей, черепа Пакицефалозавровых были украшены несколькими необычными способами. Стегоцерас (конец Мела, западная Северная Америка), Преноцефал (конец Мела, Монголия), и недавно открытый Сфаеротолус (конец Мела, штаты Монтана и Нью-Мексико) имели очень маленький гребень с костяными шишками у основания выпуклости, расположенной в задней части черепа. Хомалоцефал (поздний Мел, Монголия и Китай) имел плоскую голову с костяными шишками на макушке и небольшим количеством костяных выпуклостей вокруг задней части черепа, а также с небольшими рожками, направленными назад, к шее. Стигимолох (конец Мела, западная Северная Америка) имел всего понемножку: круглую макушку черепа, костяные шипы на носу, защитный ряд костяных шишек над глазами и несколько пар внушительных шипов торчащих от его затылка за ушами. Разнообразные шишки и шипы, которые украшали их черепа, были, наверное, также важными способами для пакицефалозавровых распознать одного конкретного динозавра от другого, и показать свою удаль для представителей противоположного пола.
Широко распространено мнение, что куполообразные головы пакицефалозавровых были использованы для бодания других динозавров. Такое же поведение можно увидеть в современные дни среди толсторогих овец. Они становятся друг против друга и постоянно бодаются со всех своих сил, пока один из баранов не вынужден сдаться и уйти. Пакицефалозавры могли вести себя также, становясь друг против друга, и сталкиваясь головами на бегу. Поскольку макушки этих динозавров были закруглёнными и маленькими, однако, некоторые из палеонтологов сомневаются, что бодание головами было обычным делом среди пакицефалозавров. Им надо было б очень хорошо прицелиться, чтобы столкнуться друг с другом. Иначе, их головы лишь только б отскочили друг от друга. Наоборот, эти динозавры могли использовать свои головы, чтобы бить ими бока соперника, способ, который менее сотрясал их мозг. Позвоночники пакицефалозавров были тесно сбитыми, укреплёнными структурами, которые были явно сделаны для поглощения шока, произошедшего от таких состязаний, и их ноги были достаточно сильными, чтобы нести их вперёд со значительной скоростью. Их поглощающие шок шеи позволяли им участвовать в состязаниях бодания по головам и бёдрам без большой опаски что-нибудь себе сломать по-настоящему.
Двухногая поза пакицефалозавров удерживалась ещё и позвоночником, в котором все позвонки смыкались друг с другом ради силы и гибкости. Ящеры ходили с наклоном, со спинами, расположенными параллельно земле. Поскольку верхняя часть задней лапы пакицефалозавра (бедренная кость) была длиннее нижней (большеберцовая кость и малоберцовая), эти динозавры вряд ли могли бегать быстро.
У пакицефалозавров были зубы, а их питание было очень похоже на то, что было у бронированных ящеров. Пакицефалозавры не были очень высокими, т.ч. они поедали только растения, которые возвышались только на метр или около того над землёй. Их зубы были поделены на две основные группы. Маленькие передние зубы были острыми, и могли хватать и вырывать растения. Задние зубы находились за щеками, и имели треугольные резцы, чтобы рвать растительность. Эти ящеры могли срывать и скусывать листья и небольшие фрукты своими передними зубами и разжёвывать их своими защёчными зубами. Их широкая грудная клетка намекает, что у костоголовых динозавров были большие кишки для переваривания проглоченного корма.
Пакицефалозавр Стегоцерас ("кровельный рог") известен большим количеством окаменевших экземпляров, чем все остальные его сородичи. Было найдено больше двух дюжин черепов и кусков черепов, принадлежавших этому динозавру. Палеонтолог Ральф Чапман провёл исследование этих черепов и нашёл, что их можно было разделить на две основные группы: те, что были с толстым куполом, и те, что с тонким. Он пришёл к выводу, что те, у которых был толстый купол, были самцами, т.к. они использовали свои головы, чтобы бодать соперников.