플레시오사우루스는 중생대 쥬라기 초기에 서식했던 대표적인 수생 파충류로, '파충류와 비슷하다'는 뜻의 이름을 가지고 있다. 수룡류에 속하는 이들은 공룡과 같은 시대를 공유했으나, 분류학적으로는 공룡이 아닌 기룡류에 해당한다. 주로 오늘날의 유럽 주변 바다에서 서식했으며, 중생대 바다의 생태계에서 중요한 위치를 차지했던 포식자 중 하나다.

외형적인 가장 큰 특징은 몸통에 비해 비정상적으로 긴 목과 노처럼 발달한 네 개의 지느러미 발이다. 몸길이는 약 3미터에서 5미터에 이르며, 작은 머리에는 날카로운 이빨이 가득 차 있다. 유선형의 몸은 물의 저항을 최소화하도록 진화했으며, 네 개의 강력한 지느러미를 마치 새가 날갯짓을 하듯 휘둘러 물속에서 효율적으로 이동했다. 꼬리는 상대적으로 짧아 추진력보다는 방향을 전환하는 보조적인 역할을 수행했을 것으로 보인다.

사냥 방식은 긴 목을 활용한 기습 공격이 주를 이루었을 것으로 추정된다. 목이 길어 몸체가 멀리 떨어져 있어도 먹잇감인 물고기나 암모나이트에게 소리 없이 접근할 수 있었기 때문이다. 원뿔 형태의 날카로운 이빨은 한 번 문 먹이가 빠져나가지 못하게 단단히 고정하는 데 적합했다. 또한 이들의 화석에서는 종종 위석이 발견되는데, 이는 질긴 먹이를 분쇄하여 소화를 돕거나 물속에서 부력을 조절하기 위해 삼킨 돌로 해석된다.

플레시오사우루스의 발견은 근대 고생물학 역사에서 매우 중요한 사건으로 기록되어 있다. 1823년 영국의 화석 수집가 메리 애닝이 라임 리지스에서 거의 완벽한 상태의 골격을 처음 발견하면서 세상에 알려졌다. 당시 학자들은 이 기묘한 생명체의 골격을 보고 '거북의 몸에 뱀을 꿰어 놓은 것 같다'는 평을 남기기도 했다. 이 발견은 성경 중심의 창조론이 지배적이던 당시 사회에 멸종과 생물 진화라는 개념을 도입하는 데 큰 영향을 미쳤다.

번식과 생활 방식에 대해서는 오랫동안 논란이 있었으나, 최근에는 물속에서 새끼를 직접 낳는 태생이었을 것이라는 견해가 지배적이다. 육지로 올라와 알을 낳기에는 지느러미 구조가 지상 이동에 부적합하기 때문이다. 이들은 폐로 호흡하는 파충류였으므로 주기적으로 수면 위로 올라와 공기를 마셔야 했으며, 주로 수심이 깊지 않은 연안 지역에서 활동하며 생태계의 일원으로 군림했다.