Οι Πλεσιόσαυροι είχαν πολλά οστά στα πτερύγιά τους, καθιστώντας τα εύκαμπτα. Κανένα σύγχρονο ζώο δεν έχει αυτή την ανατομία τεσσάρων πτερυγίων: οι σύγχρονες χελώνες χρησιμοποιούν τα μπροστινά τους άκρα για να κολυμπήσουν. Ήταν κυρίως ιχθυοφάγοι (ψαροφάγοι).
Πλειόσαυροι
Οι πλειόσαυροι ήταν μια ομάδα κυρίως μεγάλων υποβρύχιων αρπακτικών με κοντό λαιμό και μεγάλο κεφάλι. Το μέγεθός τους κυμαινόταν από δύο έως 15 μέτρα και ήταν θηρευτές μεγάλων ψαριών και άλλων ερπετών. Το ρευματοειδές σχήμα του σώματός τους υποδηλώνει ότι κολυμπούσαν και έτρωγαν κάτω από το νερό.
Μακρύλαιμοι πλειόσαυροι
Υπήρχαν τρεις οικογένειες πλειόσαυρων με μακρύ λαιμό, οι οποίοι προφανώς είχαν διαφορετικό τρόπο ζωής από τους πλειόσαυρους. Ο D.M.S. Watson πρότεινε ότι ο τρόπος ζωής τους ήταν να κολυμπούν στην επιφάνεια, βουτώντας προς τα κάτω για να αρπάξουν μικρότερα ψάρια που τρέφονταν με πλαγκτόν. Είναι δύσκολο να δει κανείς το όφελος ενός μακριού λαιμού κάτω από το νερό- τα υδρόβια θηλαστικά που δραστηριοποιούνται κάτω από το νερό έχουν όλα ένα βελτιωμένο σχήμα τορπίλης, όπως και οι πλειόσαυροι και οι ιχθυόσαυροι. Όλοι οι συγγενείς με μακρύτερο λαιμό ήταν, από τη διάταξη των δοντιών και των σαγονιών, τροφοδότες μικρών ψαριών. Ωστόσο, ορισμένα τουλάχιστον ήταν βυθοφάγα, καταναλώνοντας διάφορα θηράματα. Η πέψη των οστρακοειδών βοηθούνταν από τους γαστρολίθους.
- Πλεσιόσαυροι: ο λαιμός δεν είναι τόσο μακρύς όσο των άλλων δύο οικογενειών και δεν είναι τόσο εύκαμπτος: ένας γενικότερος και πιο γενικός πλεσιόσαυρος. Κεφάλι μεσαίου μεγέθους, λαιμός αρκετά παχύς και ισχυρός, έως και 30 σπόνδυλοι.
- Κρυπτοκλειδίδες: μακρύτεροι λαιμοί, με περισσότερους από 30 σπονδύλους.
- Ελασμοσαυρίδες: πολύ μακρύς λαιμός- ορισμένες μεταγενέστερες μορφές έχουν έως και 76 αυχενικούς σπονδύλους και αρκετά μικρά κρανία. p30 Οι ιδέες των Watson και Alexander ισχύουν ιδιαίτερα για αυτή την ομάδα.
Γαστρολίθοι
Έχουν βρεθεί απολιθώματα από μπελεμνίτες (ζώα που μοιάζουν με καλαμάρια) και αμμωνίτες (γιγάντια μαλάκια που μοιάζουν με ναυτίλους) που σχετίζονται με τα στομάχια τους. Αλλά οι πλειόσαυροι δεν μπορούσαν να σπάσουν όστρακα. Αντ' αυτού, πιθανότατα τα κατάπιναν ολόκληρα. Στην κοιλιά ενός πλεσιόσαυρου υπήρχαν "πέτρες στο στομάχι", οι οποίες ονομάζονται γαστρολίθοι. Αυτές οι πέτρες κινούνταν στο στομάχι του πλειόσαυρου και έσπαζαν ή συνέθλιβαν τα όστρακα των ζώων που έτρωγε. Ένα απολίθωμα πλεσιόσαυρου που βρέθηκε στη Νότια Ντακότα είχε 253 γαστρολίθους συνολικού βάρους 29 κιλών.
