Podobnie jak zęby przedszczękowe (premaksillarne), miały piłkowane krawędzie. W porównaniu z nimi były szerzej rozstawione Kevin Padian ukuł termin „zabójcze banany” na określenie zębów tyranozaura.. Zęby szczęki były większe od wszystkich zębów żuchwy z wyjątkiem występujących w jej tylnej części. Największy znaleziony dotąd ząb tyranozaura miał długość 30,5 cm (wliczając w to długość korzenia), co czyni go największym znanym zębem mięsożernego dinozaura. Jego wargi zakrywały mu zęby. Inteligencja T. rex była równa z obecnymi krokodylami.
Klasyfikacja Tyrannosaurus jest zaliczany do nadrodziny tyranozauroidów (Tyrannosauroidea), rodziny tyranozaurów (Tyrannosauridae) i podrodziny Tyrannosaurinae. Do tej podrodziny należały również m.in.: północnoamerykański rodzaj Daspletosaurus i azjatycki Tarbosaurus (oba te rodzaje w historii badań nad nimi były przez niektórych naukowców utożsamiane z tyranozaurem). Teropody z rodziny tyranozaurów dawniej były powszechnie uważane za potomków starszych grup wielkich teropodów, jak megalozauroidy czy karnozaury. Chatterjee w 1985 zasugerował, że tyranozaury mogą być potomkami rauizuchów.