Olson fixo munches inferencias alrodiu de la paleoecoloxía de los Llechos Coloraos de Texas y el papel de Dimetrodon dientro d'esti ecosistema. Propunxo dellos tipos principales d'ecosistemes onde vivieron los primeres tetrápodos. Dimetrodon asignar al ecosistema más primitivu, que dependía de la rede alimenticia acuática. Nesti modelu, les plantes acuática funcionaben como'l productor primariu constituyendo la fonte d'alimentu pa los pexes ya invertebraos acuáticos. La mayor parte de los vertebraos terrestres alimentar d'estos comensales acuáticos. Dimetrodon probablemente yera un superdepredador nel so ecosistema, depredando una cantidá diversa d'organismos como'l tiburón primitivu Xenacanthus, los anfibios Trimerorhachis y Diplocaulus, y los tetrápodos terrestres Seymouria y Trematops. Conócense inseutos qu'habitaron esta zona que probablemente en dalgún grau faíen parte de la rede alimenticia de Dimetrodon, nutriéndose de pequeños reptiles como Captorhinus. Los Llechos Coloraos tamién fueron l'hábitat de dalgunos de los primeres grandes herbívoros terrestres como Edaphosaurus y Diadectes. Estos herbívoros que s'alimentaben de plantes terrestres nun dependíen del mediu acuáticu pa la so sobrevivencia. D'alcuerdu a Olson, l'análogu modernu más paecíu al ecosistema de Dimetrodon son los Everglades.