Los dinosaurios marinos más conocidos suelen ser los plesiosaurios, tal vez por el mito del Monstruo del lago Ness de Escocia. Los plesiosaurios podemos describirlos como dinosaurios con cuerpos y aletas de tortuga y cuello y cabeza de serpiente. En realidad, los plesiosaurios son dinosaurios sauropsidos, son reptiles. También hubo dinosaurios marinos similares a los delfines actuales, los ictiosaurios.
Los plesiosaurios aparecieron a comienzos del Jurásico y prosperaron durante todo ese periodo, hasta su desaparición con la gran extinción K-T (extinción masiva del Cretácico-Terciario o como se denomina ahora Cretácico-Paleógeno).Plesiosaurio es el nombre común para todos estos grandes dinosaurios marinos.
Los cinco grupos de dinosaurios marinos más conocidos son:
Los plesiosaurios se dividieron en cuatro grandes grupos, los plesosaurios propiamente dichos, con sus largos cuellos y cabezas pequeñas, los pliosaurios, con cuellos cortos y grandes cabezas, los criptoclídidos, con la clavícula oculta como el criptoclido; y los elasmosaurios, con la cabeza muy pequeña y los cuellos más largos que han existido nunca, con hasta 72 vértebras en el cuello, la encarnación del mito de la serpiente marina.
Sin embargo, como casi todos los seres vivos, los plesiosaurios son resultado de una evolución. Su origen está en los notosaurios, lagartos que aprendieron a nadar, aunque sus predecesores fueron los ictiosaurios, semejantes a grandes delfines de hasta 23 m de largo (la ballena azul mide 30 m de largo); y mucho más grande que los dunkleosteus del periodo Devónico o que un helicoprion.
Después de los plesuiosaurios llegaron los mosasaurios, más pesados y con cabezas más grandes, pero sin largos cuellos.
Algunos de los dinosaurios marinos más conocidos son: el Liopleurodon, el mosasaurio, el elasmosaurus, el cronosaurio, el megalneusaurio y el plesiopleurodonte.