有短颈部、大而长的头，可能生存在深海。所有蛇颈龙类有四个鳍状肢。牠们可能借用鳍状肢的滚动动作与上下动作来推动牠们前进，这在水生动物中是不常见的。尾巴上没有鳍，尾巴可能是用来协助控制方向。这种方式是对照较早的鱼龙类，以及较晚的沧龙类。这种方式可能跟现在企鹅与海龟有相似点，牠们也有鳍状四肢。蛇颈龙类是那个时代最大型的海生动物之一，最大的蛇颈龙有15米长，最小的物种有2米长。牠们体型比最大型的鳄类还大，目前已知比蛇颈龙类大的海生物种有：类似海豚的萨斯特鱼龙，身长可达21米、霍夫曼沧龙身长17米、巨齿鲨身长