Osiągały przeciętnie od 3 do 8 metrów długości, niektóre gatunki dochodziły jednak nawet do 12 metrów. Były jednymi z większych lądowych drapieżników okresu triasowego. Prawdopodobnie wymarły podczas wymierania późnotriasowego. Nieliczne skamieniałości sugerują możliwość przetrwania niektórych fitozaurów do wczesnej jury (znany jedynie z zębów „Megalosaurus” terquemi z hettangu Francji, fragment żuchwy przypisywany fitozaurowi z rodzaju Mystriosuchus z Anglii); jednak zdaniem Barretta i Xu (2012) część rzekomych skamieniałości jurajskich fitozaurów nie należy do przedstawicieli tej grupy, innych nie można jednoznacznie zidentyfikować, a jeszcze inne w rzeczywistości są kośćmi fitozaurów żyjących w triasie.
Według większości analiz filogenetycznych fitozaury są bazalnymi przedstawicielami linii archozaurów obejmującej krokodyle i wymarłe taksony bliżej spokrewnione z krokodylami niż z ptakami, jednak niektóre analizy sugerują, że Phytosauria w ogóle nie należą do archozaurów, lecz stanowią grupę dla nich siostrzaną.
Szczątki fitozaurów znajdowano w triasowych osadach Europy, Indii, Chin, Północnej i Południowej Afryki oraz Ameryki Północnej.