Dimetrodon limbatus não é uma espécie animal moderna, mas sim um gênero extinto de sinápsidos que viveu durante o período Permiano Inferior, aproximadamente há 295 a 272 milhões de anos. Fósseis de Dimetrodon limbatus foram encontrados principalmente no que hoje é a América do Norte, particularmente no sudoeste dos Estados Unidos, incluindo Texas e Oklahoma.

Durante o período Permiano Inferior, as regiões onde os fósseis de Dimetrodon limbatus foram encontrados eram caracterizadas por um clima quente e árido, com variações sazonais. A paisagem provavelmente consistia de ambientes semiáridos com planícies costeiras, vales fluviais e áreas vegetativas exuberantes que suportavam ecossistemas diversos.

Dimetrodon limbatus era um predador terrestre e acredita-se que ocupava o nicho ecológico de um predador de ápice em seu ambiente. Provavelmente se alimentava de vários vertebrados, incluindo anfíbios e outros sinápsidos. Sua estrutura semelhante a uma vela pode ter sido usada para termorregulação, ajudando a manter a temperatura corporal em seu ambiente flutuante.