Les plésiosaures (du grec : plesios « proche de » et sauros, « lézard ») sont de grands vertébrés diapsides aquatiques, que l'on a longtemps classés parmi les reptiles (avant que l'essor de la cladistique ne montre que les « reptiles » sont un groupe artificiel car paraphylétique). Il a parfois été dit familièrement qu'ils ressemblaient « à une tortue avec un serpent au travers du corps », bien qu'ils n'aient pas de carapace.
Le nom de « plésiosaure » est appliqué aussi bien aux « vrais » plésiosaures de la super-famille ici décrite des plésiosauroïdés qu'au clade supérieur des plésiosauriens, qui comprend à la fois les formes aux longs cous (plésiosaures) et à cous courts (pliosaures).