Man unterteilt die Plesiosaurier in die eigentlichen
- Plesiosaurier (P. guilelmi imperatoris) mit langem Hals und kleinem Kopf und die
- Pliosaurier mit kurzem Hals und großem Schädel (Meyerasaurus victor und Hauffiosaurus zanoni).
Während die Ichthyosaurier der Körperform nach an Delphine oder große Fische erinnern, ist die Gestalt der Plesiosaurier einzigartig. Kein heute lebendes Tier sieht ihnen gleich. Die Plesiosaurier besaßen einen gedrungenen Rumpf, einen schlangenartigen Hals und vier etwa gleich große Flossen. Paddel- oder Ruderechsen wurden sie früher genannt, in der falschen Vorstellung, sie paddelten wie Boote mit Schwanenhals an der Meeresoberfläche. Heute werden sie aufgrund Ihres langen Halses als Schlangenhalssaurier bezeichnet.
Man kann die Plesiosaurier zum einen mit Meeresschildkröten vergleichen, die eine ähnliche Lebensweise hatten, zum andern mit Pinguinen, die wie sie den eleganten und schnellen Unterwasserflug beherrschten.
Bezeichnend für die Plesiosaurier sind ihre zwei kräftigen Flossenpaare, deren Muskeln an den großen Platten des Schultergürtels und des Beckens ansetzen und den Körper wie einen äußerst manövrierfähingen Torpedo antrieben.
Am Skelett der Flosse können, im Gegensatz zu den Ichthyosauriern, deutlich Oberarmknochen, Elle und Speiche sowie die Hand- und Fingerknochen unterschieden werden.
Eine Vielzahl querlaufender Rippen bildeten zwischen Schultergürtel und Becken ein schützendes Geflecht für die Organe des Leibes.
Die Vorfahren der Plesiosaurier waren küstenbewohnende Vierbeiner, die Schwimmhäute zwischen den Zehen trugen.
Ob die Plesiosaurier zur Eiablage an Land robben konnten, wie die Meeresschildkröten, oder ihre Jungen im Wasser zur Welt brachten, wie die Ichthyosaurier, ist nicht geklärt. Funde von jugendlichen Plesiosauriern und von Muttertieren sind nicht bekannt.
Die Plesiosaurier waren „Lauerjäger“. Jagten sie nach Fischen oder Tintenfischen, konnten Sie mit Ihrem kleinen Kopf am Ende des langen, besonders beweglichen Halses mit einem Beutehieb, die auseinanderstiebenden Beutetiere eines Fisch- oder eines Tintenfischschwarmes leicht packen. Die ineinenandergreifenden, dünnen Zähne bildeten einen Fangkorb für die Beute, die unzerkleinert verschlungen wurde. Mit Hilfe von Magensteinen, wie wir sie auch von anderen Reptilien kennen, wurde die Nahrung im Magen zermahlen.
Aus den Posidonienschiefern von Holzmaden sind nur 16 vollständige Exemplare und vereinzelte Reste von Plesiosauriern bekannt. Man nimmt daher an, dass die heutige Gegend von Holzmaden zur Jurazeit nicht der eigentliche Lebensraum war.