一件特暴龙的标本保存了完整的颅腔 。 通过制作颅内模可以了解特暴龙的脑结构 。 特暴龙的脑结构与霸王龙十分相似， 其主要的区别仅存在于个别脑神经基部的位置 ， 如三叉神经和副神经 。 一只12米长的特暴龙的脑体积约为184立方厘米 。 特暴龙和霸王龙一样拥有非常大的嗅叶 ， 这说明它们有良好的嗅觉 。 同时它们也具有发达的犁鼻器用于探测荷尔蒙 ， 这说明特暴龙可能拥有复杂的交配行为 。 特暴龙的听神经也很发达 ， 说明它们有较好的听力 。 特暴龙的中脑顶部（midbrain tectum）不甚发达 ， 它的动眼神经和视神经也是如此 。 在头骨的宏观形态形态上 ， 特暴龙的头骨后端向外侧扩展的较少 ， 其双眼视觉叠加范围不如霸王龙 。 因此特暴龙在生活的时候对嗅觉和听觉的依赖要远大于对视觉的依赖 。
特暴龙是其所处生态系统中最大的捕食者 ， 与其共存的植食性恐龙包括蜥脚类的耐梅盖特龙和后凹尾龙 ， 甲龙类的美甲龙 ， 肿头龙类的倾头龙 ， 鸭嘴龙类的栉龙和巴思钵氏龙 ， 属于镰刀龙类的镰刀龙 ， 属于似鸟龙类似鹅龙 ， 似鸡龙和体型巨大的恐手龙 。 肉食性恐龙则包括同属于暴龙亚科的分支龙 ， 属于伤齿龙类的无聊龙 ， 鸵鸟龙和扎纳巴扎尔龙 ， 属于窃蛋龙类的单足龙 ， 耐梅盖特母龙和瑞钦龙 。
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