Dès sa description par Ernst Stromer en 1945, Spinosaurus se distinguait déjà des autres théropodes par la forme de ses dents et la hauteur de ses épines neurales. De ce fait, il fut placé dans la nouvelle famille des Spinosauridae. Cette dernière a par la suite inclus des théropodes fragmentaires et d'affinités incertaines comme Altispinax et Metriacanthosaurus, qui se caractérisaient également par de hautes vertèbres dorsales. Néanmoins, ce fut Gregory Paul et Éric Buffetaut qui, presque la même année, associèrent Baryonyx walkeri et Spinosaurus aegyptiacus dans la même famille des Spinosauridae. Actuellement, cette famille compte, en plus de Spinosaurus, plusieurs espèces (Baryonyx walkeri, Cristatusaurus lapparenti, Suchomimus tenerensis, Siamosaurus suteethorni, Irritator challengeri, Angaturama limai) réparties dans deux sous-familles distinctes, les Baryonychinae et les Spinosaurinae. Le genre Spinosaurus se trouve dans la sous-famille des Spinosaurinae avec Irritator challengeri (qui est probablement le synonyme junior d'Angaturama limai), qui partage avec lui des dents coniques droites ou légèrement recourbées et très peu dentelées ainsi que des narines externes situées en arrière du milieu de la marge dentaire du maxillaire. Les Spinosauridae sont actuellement classés parmi les Megalosauroidea avec les Megalosauridae.
Spinosauridae |
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En 2009, seules deux espèces de Spinosaurus ont été décrites :
La première, S. aegyptiacus, nommée par Stromer, repose sur un certain nombre d'ossements crâniens et postcrâniens qui ont disparu lors d'un bombardement pendant la Seconde Guerre mondiale. Néanmoins, les excellentes illustrations des ossements faites par Stromer sous forme de gravure ont permis à d'autres ossements d'être rapportés à cette même espèce. Certains auteurs ont par ailleurs émis l'hypothèse que le matériel postcrânien de cette espèce pourrait appartenir à plusieurs théropodes différents, faisant de l'holotype de Spinosaurus aegyptiacus une chimère. Cette hypothèse a cependant été rejetée par plusieurs scientifiques qui estiment que Spinosaurus aegyptiacus est bel et bien une espèce valide.
La seconde, S. maroccanus, fut érigée par Dale Russell sur base d'une vertèbre cervicale, d'un fragment de dentaire et d'arcs neuraux de vertèbres dorsales découverts au Maroc. Selon Russell, Spinosaurus maroccanus se distinguerait de son homologue égyptien par une différence de proportion du centrum des vertèbres cervicales (rapport longueur/hauteur de 1,5 pour l'espèce marocannus et de 1,1 pour l'espèce aegyptiacus). Cette distinction est discutable pour Sereno et ses collègues, faible pour Buffetaut et Ouaja, incorrecte pour Rauhut et non justifiée pour Dal Sasso et ses collègues, si bien que l'espèce S. maroccanus est vue comme un nomen dubium par l'ensemble de ces auteurs. Néanmoins, d'autres ossements (un museau incomplet, des fragments d'os dentaire, des centres de vertèbres cervicales et l'arc neural d'une vertèbre dorsale) provenant d'Algérie ont été également rapportés à l'espèce marocanus sur la base de cet unique critère.