Figura. El cráneo de Archaeopteryx lithographica

 Archaeopteryx lithographica representa una etapa fundamental en la transformación del cráneo diápsido de los dinosaurios terópodos hacia la arquitectura característica de las aves. Conservaba un hocico alargado provisto de dientes, grandes órbitas y una región temporal todavía claramente reptiliana. Elementos como postorbital, escamoso, cuadrado y cuadratoyugal delimitaban las aberturas posteriores, mientras el premaxilar y maxilar sostenían dientes funcionales en lugar de un pico córneo. La órbita podía contener un anillo esclerótico, frecuente entre reptiles y aves primitivas, encargado de proporcionar soporte al globo ocular. Así, su cráneo conservaba una cantidad de huesos separados considerablemente mayor que la observada en las aves actuales.

La región temporal muestra especialmente bien su condición diápsida modificada. Las barras formadas por postorbital, escamoso y cuadratoyugal todavía separaban parcialmente las distintas aberturas, pero comenzaban las transformaciones que posteriormente producirían un cráneo aviano mucho más abierto y ligero. El cuadrado mantenía la articulación con el articular de la mandíbula inferior, mientras el dentario, esplenial, angular y supraangular permanecían como huesos independientes. Esta mandíbula compuesta contrasta marcadamente con la de las aves modernas, donde varios elementos se fusionan durante el desarrollo y los dientes desaparecen completamente.

Durante la evolución posterior de Avialae, muchos de estos huesos se redujeron, fusionaron o modificaron, las órbitas aumentaron proporcionalmente y las fenestras temporales perdieron sus límites originales al desaparecer algunas barras óseas. El hocico se transformó progresivamente en un pico, mientras el neurocráneo aumentó su volumen relativo acompañando la expansión del encéfalo y sistemas sensoriales. Archaeopteryx demuestra, por tanto, que el cráneo de las aves no apareció como una estructura completamente nueva: surgió mediante una profunda remodelación del patrón diápsido dinosauriano, conservando inicialmente dientes, mandíbula multiósea y articulación cuadrado-articular antes de alcanzar la condición altamente fusionada de las aves modernas.