真盘龙亚目是
合弓纲的一个演化支，包括大多数
盘龙目、
兽孔目、
哺乳纲。它们首次出现于早宾夕法尼亚纪，代表哺乳类特征演化的多个阶段。真盘龙亚目的
头骨形状独特，其后部有一个单一的开口，与
盒龙类合弓纲动物区别开来。
Protoclepsydrops的化石代表了哺乳动物演化的早期阶段。与早期
羊膜动物祖先相比，真盘龙亚目的头骨后部有一个单一的开口，这是它们的一个显著特征。此外，它们的头骨中特定骨头的比例细节，如长而狭窄的上骨和额骨与颅眶上缘的接触面较宽，也是区分它们与卡色龙亚目的共有衍征。
真盘龙亚目的许多非
兽孔目成员在晚
石炭纪到早
二叠纪期间，在陆地上占有优势。
蛇齿龙科在晚石炭纪到二叠纪占有优势，但它们体型逐渐变小。
基龙科，与非真盘龙类的
卡色龙科，是晚石炭纪到早二叠纪的优势草食性动物。真盘龙类的体型从猪到
犀牛大小、甚至可达
大象大小。最著名的
基龙类是基龙，基龙身长10到12呎，是背上有帆状物的大型草食性动物，帆状物可能用来循环体温或求偶。基龙类与
卡色龙属类的真
盘龙目猎食者可能是
楔齿龙科，它们是早二叠纪时期的超级
克柔龙。
楔齿龙类包括著名的
异齿龙，它常被误认为是恐龙，是当时最大型的掠食者。它的体型有大型熊的大小(10到13呎)。如同基龙，异齿龙背上也有独特的帆状物，可能也有同样循环体温的用途。所有真盘龙类外表类似蜥蜴、冷血动物、躺卧的
羊膜动物。
兽孔目是与楔齿龙科密切相关的一个类群，首次出现于早
二叠纪。兽孔目比原始的真盘龙类更占优势，在接下来的二叠纪期间统治陆地，并在三叠纪演化为第一种
哺乳纲。所有非兽孔目
合弓纲动物，包括所有基础真盘龙亚目，以及许多其他生物形式，在二叠纪末期灭绝。