Figura. El cráneo de los estegosaurios

El cráneo de los estegosaurios era relativamente pequeño, bajo y alargado en comparación con el enorme volumen corporal. La región anterior formaba un hocico estrecho, probablemente recubierto parcialmente por tejido queratinizado, mientras las órbitas eran amplias y las regiones temporales quedaban muy marcadas. La fenestra anteorbital estaba reducida respecto de la condición ancestral de muchos arcosaurios, reflejando una reorganización progresiva del rostro dentro de Ornithischia. En conjunto, la cabeza estaba adaptada a una alimentación herbívora selectiva más que a una masticación intensiva.

La dentición estaba compuesta por dientes pequeños, numerosos y relativamente simples, con coronas capaces de cortar material vegetal pero sin formar complejas baterías dentales como las de hadrosáuridos o ceratópsidos. La mandíbula era alargada y poco profunda, mientras el aparato oral anterior probablemente funcionaba como una estructura de corte y recolección de vegetación. El procesamiento del alimento dentro de la boca debió ser limitado, por lo que buena parte de la digestión dependía posteriormente del aparato gastrointestinal. Esta condición ayuda a explicar por qué un animal de gran tamaño podía mantener un cráneo proporcionalmente tan pequeño.

La región posterior del cráneo mostraba superficies para la inserción de la musculatura mandibular, aunque sin alcanzar la robustez de otros ornitisquios más especializados. La combinación de cráneo pequeño, hocico estrecho, dentición sencilla y musculatura moderada concuerda con un herbívoro que arrancaba y cortaba plantas sin triturarlas intensamente. Por ello, el cráneo de los estegosaurios representa una estrategia alimentaria diferente a la de otros grandes ornitisquios y complementa su anatomía corporal dominada por placas dérmicas dorsales y espinas caudales defensivas.