Os plesiossauros tinham muitos ossos em suas barbatanas, tornando-as flexíveis. Nenhum animal moderno tem esta anatomia de quatro patas: as tartarugas modernas usam seus membros anteriores para nadar. Eles eram principalmente piscivoros (comedores de peixe).
Pliosaurs
Os pliossauros eram um grupo de predadores submarinos em sua maioria grandes, com pescoços curtos e cabeças grandes. Seus tamanhos variavam de dois a 15 metros, e eram predadores de grandes peixes e outros répteis. Sua forma corporal aerodinâmica sugere que eles nadavam e comiam debaixo d'água.
Plesiossauros de pescoço longo
Havia três famílias de plesiossauros de pescoço longo, que evidentemente tinham um estilo de vida diferente do dos pliossauros. Foi sugerido por D.M.S. Watson que o método deles era como nadadores de superfície, se lançando para capturar peixes menores que estavam se alimentando de plâncton. É difícil ver o benefício de um longo pescoço debaixo d'água; mamíferos aquáticos operando debaixo d'água têm todos um torpedo aerodinâmico, assim como os pliossauros e ictiossauros. Todas as famílias de pescoço mais comprido eram, desde a fixação dos dentes e mandíbulas, comedores de peixes pequenos. No entanto, alguns pelo menos eram comedores de fundo, consumindo várias presas. A digestão dos moluscos era auxiliada por controladores de gás.
- Plesiossauros: pescoço não tão longo quanto as outras duas famílias, e não tão flexível: um plesiossauro mais geral. Cabeça de tamanho médio, pescoço bastante grosso e forte, até 30 vértebras.
- Criptóclidos: pescoços mais longos, com mais de 30 vértebras.
- Elasmossauros: pescoços muito longos; algumas formas posteriores têm até 76 vértebras cervicais (pescoço) e crânios bastante pequenos. p30 As idéias de Watson e Alexander se aplicam especialmente a este grupo.
Gastroliths
Plesiossauros foram encontrados com fósseis de belemnitas (animais semelhantes a lulas), e amonites (moluscos gigantes semelhantes a nautilus) associados a seus estômagos. Mas os plesiossauros não conseguiam rachar conchas. Ao invés disso, eles provavelmente os engoliram inteiros. Na barriga de um plesiossauro havia "pedras estomacais", que são chamadas de gastroliths. Estas pedras se moviam no estômago do plesiossauro e rachavam ou esmagavam as conchas dos animais que ele comia. Um fóssil de plesiossauro encontrado no Dakota do Sul tinha 253 gatrolitos, pesando um total de 29 libras.
