双臼椎龙科（属名：Polycotylidae）是蛇颈龙目的其中一个科，是群大型蛇颈龙类，生存于白垩纪，并且是长锁龙科的姐妹分类。双臼椎龙科包含相当多的种类。双臼椎龙科拥有较短的颈部与大且瘦长的头部，乍看之下牠们类似上龙类；不过一些系统发生学研究显示牠们与蛇颈龙亚目拥有更多共同特征。牠们的化石分布在世界各地，包括美国、加拿大、日本、摩洛哥、澳洲、纽西兰、南美洲、以及俄罗斯等地区。
种系发生学.以下演化树来自于2007年的蛇颈龙类研究：以下演化树来自于2010年的蛇颈龙类种系发