1719年，英国古生物学家斯图克里得到了一块来自诺丁汉郡的奇怪头骨化石，限于当时的科学认识，斯图克里认定这块残破不堪的头骨是一只海豚或者鳄之类的东西。
随着时光流转，整整一百多年过去了，英国古生物学家开始重新研究这块头骨，觉得它是某种已经灭绝了的爬行动物。凑巧的是，1824年，古生物学家安宁迎来了她继鱼龙化石后的第二个重大发现——她发掘出一具海生古爬行动物的完整化石，这只动物看起来十分像一只长着蛇脑袋的海龟。
就连见多识广的居维叶第一次看见这具化石的绘制图时，也觉得匪夷所思，甚至怀疑其真实性。但当居维叶了解到这是一种真实物种后，他立刻意识到：这必将是落入古生物界的又一重磅炸弹。
果然，这种动物掀起一阵持久的古生物热潮。直到10多年后恐龙被正式命名，才算让出了头一把交椅。但是人们对它的痴迷程度仍不亚于恐龙，这就是蛇颈龙。而安宁也凭借此次发现，终于获得古生物界的认可，成为受到敬仰的化石专家。
在人们的印象中，蛇颈龙就是那种长长脖子、身体滚圆再配上4个大鳍的动物。事实上，蛇颈龙是对一个巨大海生爬行动物家族的统称，从严格的系统分类学来说，它们属于蛇颈龙亚目，如果继续分类，蛇颈龙亚目包括千差万别的品种，从理论上来说，它们之间的差异不亚于猴子和人。具体来说，蛇颈龙亚目分为蛇颈龙超科和上龙趣科两大类，本章专门介绍蛇颈龙超科。
蛇颈龙是鳍龙目里最重要、也是进化得最成功的一类动物，追溯蛇颈龙的老祖先，它们由中三叠世的某种纯信龙科的动物进化而来（动物的进化是一种树状系统，也就是干上有枝，枝上有条，条上还有许多梢，目前所找到的动物化石与地球历史上曾经出现过的物种相比，简直是沧海一粟，因此我们根本无法准确地指明某某动物就是某动物的直系祖先）。
蛇颈龙出现后的几千万年中，它们一直是一种分布地域有限的动物，直到晚三叠世才突然呈现爆炸性的大进化，它们迅速占领了世界各处的海洋、河流和湖泊，并成功地击败鱼龙类爬行动物，在此期间蛇颈龙家族发展出脖子超长的品种，也产生了血盆大口的巨怪。这一身精良的装备注定了它们是战斗的种族，自侏罗纪后蛇颈龙（主要是上龙超科）与鱼龙为争夺霸主宝座在大洋的每一处角落都展开了激烈比拼，当最后一群鱼龙终于在澳大利亚被歼灭时，蛇颈龙也已耗尽了力量，使得沧龙得以在中生代晚期取而代之。
作为一种完全的海生爬行动物，人们对蛇颈龙的许多问题感到好奇：它们如何游泳？它们如何捕食？它们如何繁殖？它们是如何利用那奇特的长脖子？
蛇颈龙的游泳构造是所有海生动物中最为独特的，以至于在它们之后再也没有动物使用类似的结构，它们靠4个巨型鳍划水行动。问题在于，这4个巨型鳍到底是怎么活动的。在发现蛇颈龙后的很长一段时间里，古生物学家都以为蛇颈龙把4个鳍向后划动直到前后鳍呈垂直排列，产生推力推动自己前进，也就是像划船一样，在水平线上前后划动自己的桨来产生推力。不可否认，这是一个很直观的想象，可以在划艇运动中得到很好的参照。
遗憾的是，这种运动方式经不起推敲，由于蛇颈龙不像船一样浮在水面上，而是完全沉浸在水中，因此当它们的4个鳍归位时，就会产生同样大小的反方向推力，结果将是蛇颈龙将寸步难行。比如，现代的水鸟也是采用前后划桨的方式拨水前进，但是水鸟的脚上有蹼，向后划时蹼张开，脚复位时蹼就收起来，因此不会影响它们前进。
1975年，古生物学家洛宾逊提出了著名的“水中飞翔”理论，他认为，蛇颈龙的4个鳍在水中采取“8”字形的上下扑水方式运动，我们在现生海龟和企鹅身上可以看到这种方式，也就是大多数水生动物采用的凭借下冲程和上冲程来提供向前推力的游泳机制。蛇颈龙的鳍和海龟一样，是从宽大的根部逐渐向顶端收紧，理论上来说，这种结构不能像“桨”一样产生巨大的前后推力，只有上下扑动才是最有效率的运动方式。可惜，这种看似合理的方式对于蛇颈龙的身体结构而言是不可行的，它们肩部骨骼的结合方式会阻碍前鳍向上抬起，而且蛇颈龙的肌肉也无法像鸟类那样在躯干进行做大幅度的拉动，换言之，它们根本没有足够力量把自己的鳍抬得很高。
尽管“水中飞翔”理论被否定了，但是古生物学家从研究中发现了新的线索。1984年，古生物学家古菲提出了一种全新的理论：“海狮”运动法，这种方法实际上是一种改良了的“飞翔”理论，古菲猜测，蛇颈龙像海狮那样，奋力向身体后下方划动鳍桨，产生了力道惊人的下扑力推动自己前进，在划动过程中，鳍不是“奋力抬起”，而是缓缓地、轻柔地划回身体水平线高度并复位，这样既利用了这种鳍的长处，又避开了无力抬高的短处。
蛇颈龙骨架的显著特征在于，附着四肢肌肉的所有主要骨头都位于身体之下，在这里形成大的片状结构。它为那些用于向下拉动鳍状肢的肌