Впервые останки ти-рекса были найдены в штате Колорадо, США. Размеры его в среднем достигали 12 метров в длину и 4 в высоту. Тираннозавр жил в конце мелового периода. Его зубы достигали 20 см. В отличие от большинства теропод, зубы тираннозавра были приспособлены не только откусывать куски кожи и мяса, но также дробить кости других динозавров.

Большинство оценок скорости тираннозавра колеблется в районе 40 км/час. На более высоких скоростях проблема не в том, что тиранозавр обязательно упадет, а в том, что, если это произойдет, голова упадет на землю с таким импульсом, что это будет смертельно. Следовательно, возможно, что он мог кратко использовать такой прирост скорости при приближении к добыче, но он не использовал бы его во время обычного передвижения или преследования.

Как и другие тираннозавриды, тираннозавр имел короткие передние лапы и большие плоские чешуйки на морде вместо губ подобно современным крокодилам; его основным оружием была челюсть. Строение его черепа и позвонков шеи показывают, что у тираннозавра было самое лучшее строение мышц шеи.

Исследования палеонтологов из университета Огайо показали, что ти-рекс имел превосходное обоняние. Исследование Кена Стивенса из университета Орегона позволило сделать вывод, что у тираннозавра было острое зрение. Стивенс выявил, что бинокулярный диапазон у тираннозавра равнялся 55 градусам — больше чем у современного ястреба. Также было установлена, что острота зрения тираннозавра в 13 раз превышала таковую у человека, и, соответственно, превышала остроту зрения орла (которая лишь в 3,6 раза выше человеческой). Относительный размер мозга тираннозавра лежал в пределах диапазона такового у современных рептилий, хотя и существенно выше среднего значения

Ещё не было найдено гнезд тираннозавра, однако существует предположение, что за детьми на самом деле следила только одна самка, так как самец не обладает подобными родительскими инстинктами, нежели самка.

В 2017 году Гигнак и Эриксон реконструировали челюстную мускулатуру тираннозавра, основываясь на отпечатках мышц на костях и челюстной мускулатуре современного миссисипского аллигатора, и рассчитали максимальную силу сжатия в 17 769 Н у кончика челюстей и в 34 522 Н у основания челюстей для тираннозавра. Максимальное давление на 1 мм кончика зуба тираннозавра при данной силе укуса было оценено в 2974 МПа, что сопоставимо с давлением на зуб, измеренным у 2,99 м гребнистого крокодила (2473 МПа), и позволяло тираннозавру прокусывать кортикальную кость (выдерживающую давление до 65—71 МПа) как минимум на 37 мм. Авторы также отметили, что самый глубокий след от зуба тираннозавра в костях, известный на данный момент (~37,5 мм) соответствует данной оценке силе укуса, и что зубы тираннозавра вряд ли могли бы выдержать большее давление, учитывая относительно тонкий слой зубной эмали, по абсолютной толщине сравнимый с таковым у современных аллигаторов

Многие учёные спорили над образом жизни Тираннозавра: был он охотником или падальщиком. Скорее всего, он был два в одном. С не очень большой скоростью и сильными челюстями он мог бы нападать на бронированных анкилозавров, которые не умели бегать, а если бы Рексу попался труп трицератопса или ещё кого-нибудь, например, другого тираннозавра, он бы точно его съел.

Джек Хорнер проводил независимую проверку результатов работы над копролитом ти-рекса 1998 года и увидил, что большая часть копролита состоит из растительного материала. Это даже включает древесную кору Араукарии и плоды Ficus ceratops, а также то, что выглядит как отпечатки полусваренных листьев Vitis Stantonii. Учитывая огромное количество Тираннозавров в их палео-среде, Хорнер посчитал, что научное сообщество должно принимать во внимание такие данные, а считать растения «случайно попавшими вещами».

К 2018 году было установлено, что, как и все крупные тираннозавриды, Тираннозавр Рекс не имел перьев, иначе они были бы расположены в очень небольшом количестве в верхней части туловища. В 2019 году, при реконструкции детёныша Тираннозавра, обнаружили, что у того были перья для маскировки и подогрева, а с возрастом они заменялись рептильной чешуёй.

В 2017 году профессора Техасского университета проводили исследования по поводу того, какие звуки издавал ти-рекс. Выяснилось, что тираннозавр, вероятнее всего, не ревел: просканировав череп ти-рекса, учёные обнаружили, что очень чувствительные органы слуха динозавра были рассчитаны на ловлю низкочастотных звуков. Тираннозавру даже не нужно было открывать рот, чтобы создавать низкий шум, как это делают его современные ближайшие родственники, крокодиловые и страусы (а также многие другие птицы). И его грохот, возможно, достигал такой глубокой частоты, что его можно было чувствовать человеку как вибрацию, а не слышать.

Отмечается, что звук на таких низких частотах может передвигаться на большие расстояния. Сегодня подобными возможностями могут похвастаться слоны, которые могут передавать сообщения на несколько километров.