Plesiosaurların yüzgeçlerinde çok sayıda kemik vardı, bu da onları esnek kılıyordu. Hiçbir modern hayvan bu dört kürekli anatomiye sahip değildir: modern kaplumbağalar yüzmek için ön ayaklarını kullanırlar. Çoğunlukla piscivor (balık yiyen) idiler.
Pliosaurlar
Pliozorlar, kısa boyunlu ve büyük kafalı, çoğunlukla büyük denizaltı yırtıcılarından oluşan bir gruptu. Boyutları iki ila 15 metre arasında değişiyordu ve büyük balıkların ve diğer sürüngenlerin yırtıcısıydılar. Aerodinamik vücut şekilleri, su altında yüzdüklerini ve yemek yediklerini göstermektedir.
Uzun boyunlu plesiosaurlar
Pliozorlardan farklı bir yaşam tarzına sahip oldukları anlaşılan üç uzun boyunlu plesiozor ailesi vardı. D.M.S. Watson tarafından, planktonla beslenen daha küçük balıkları yakalamak için aşağıya dalan yüzey yüzücüleri oldukları öne sürülmüştür. Su altında uzun bir boynun faydasını görmek zordur; su altında çalışan memelilerin hepsi, pliozorlar ve ihtiyozorlar gibi aerodinamik bir torpido şekline sahiptir. Tüm uzun boyunlu familya üyeleri, diş ve çene yapılarına bakılırsa, küçük balıklarla besleniyordu. Bununla birlikte, en azından bazıları çeşitli avları tüketerek dipten besleniyordu. Kabuklu deniz hayvanlarının sindirimine gastrolitler yardımcı olmuştur.
- Plesiosauridler: Boyun diğer iki familya kadar uzun ve esnek değildir: daha genel bir plesiosaur. Baş orta büyüklükte, boyun oldukça kalın ve güçlü, 30 omura kadar.
- Kriptoklididler: 30'dan fazla omurgaya sahip daha uzun boyunlular.
- Elasmosauridler: çok uzun boyunludur; bazı geç formların 76 kadar servikal (boyun) omuru ve oldukça küçük kafatasları vardır.p30 Watson ve Alexander'ın fikirleri özellikle bu grup için geçerlidir.
Gastrolitler
Plesiosaurlar, mideleriyle ilişkili belemnit (kalamar benzeri hayvanlar) ve ammonit (dev nautilus benzeri yumuşakçalar) fosilleriyle birlikte bulunmuştur. Ancak plesiosaurlar kabukları kıramazdı. Bunun yerine, muhtemelen onları bütün olarak yutuyorlardı. Bir plesiozorun karnında gastrolit adı verilen "mide taşları" bulunurdu. Bu taşlar plesiozorun midesinde hareket eder ve yediği hayvanların kabuklarını kırar ya da ezerdi. Güney Dakota'da bulunan bir plesiosaur fosilinde toplam 29 kilo ağırlığında 253 gatrolit vardı.