Figura. El cráneo de Pachycephalosaurus

El cráneo de Pachycephalosaurus está dominado por una enorme cúpula frontoparietal, formada principalmente por el engrosamiento de los huesos frontal y parietal. Esta estructura convierte el techo craneal en una masa ósea excepcionalmente gruesa, mientras la órbita permanece relativamente amplia y lateral. Alrededor de la región posterior aparecen nódulos, tubérculos y proyecciones óseas, que incrementan la ornamentación. El rostro, en contraste, es relativamente bajo y estrecho, lo que acentúa aún más la desproporción entre la región facial y el techo craneal especializado.

La superficie craneal muestra además una fuerte rugosidad ósea, especialmente alrededor de la cúpula y de los márgenes posteriores. Estas texturas pueden estar relacionadas con zonas de inserción de tejidos blandos y con procesos de crecimiento ontogenético. La mandíbula conserva una dentición pequeña y numerosa, adecuada para una dieta principalmente herbívora u omnívora oportunista, aunque sin desarrollar baterías dentales complejas. La región temporal posterior ofrece superficies para la musculatura mandibular, pero la característica dominante del cráneo no es alimentaria, sino la transformación extrema del techo cefálico.

La función de la cúpula continúa siendo discutida. Durante décadas se propuso que servía para impactos cabeza contra cabeza, pero otros análisis favorecen funciones combinadas de exhibición, reconocimiento intraespecífico y competencia física. La presencia de nódulos y espinas posteriores sugiere además que el cráneo actuaba como una estructura visual muy conspicua. El conjunto demuestra cómo los marginocéfalos podían modificar profundamente una región concreta del cráneo sin alterar por completo el aparato alimentario, produciendo una especialización centrada principalmente en comunicación, competencia y ontogenia.