Οι πλιόσαυροι (ελληνικά: «ιστιοπλοϊκές σαύρες» ή «σαύρες πτερυγίων») ήταν μια υποκατηγορία θαλάσσιων ερπετών που έζησαν κατά την Ιουρασική και Κρητιδική περίοδο, από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια πριν (Θαλασσιόδρακον) έως περίπου 85 εκατομμύρια χρόνια πριν, όταν εξαφανίστηκαν . Με μήκος από 4 έως 15 μέτρα (13-50 πόδια), οι πλιόσαυροι ήταν σαρκοφάγα που έτρωγαν κυρίως ψάρια, αλλά πιθανώς και ιχθυόσαυροι και άλλοι πλησιόσαυροι. Οι πλειόσαυροι είναι μία από τις δύο υποκατηγορίες της τάξης των Πλειοσάυρων, μαζί με τους στενούς συγγενείς τους, τους πιο γνωστούς πλησιόσαυρους.
Οι πλειόσαυροι ήταν λεπτά ζώα, αλλά πιο σωματικά από τους συγγενείς τους, τους πλησιόσαυρους, και είχαν κοντό λαιμό. Αντί για μακρύ λαιμό και κοντά κεφάλια, όπως οι πλειόσαυροι, ο πλιόσαυρος είχε μακρύ κεφάλι και κοντό λαιμό, περισσότερο σαν κροκόδειλος. Οι μεγαλύτεροι πλιόσαυροι είχαν κεφάλια μήκους 2 μέτρων (6.5 πόδια). Σε αντίθεση με ορισμένους πλειόσαυρους, οι οποίοι διατηρούνται ως επί το πλείστον σε μικρά ψάρια, οι πλιόσαυροι φαίνονται ιδιαίτερα προσαρμοσμένοι για μεγάλα θηράματα. Με σαγόνι μήκους 10 μέτρων και δόντια στο μέγεθος αγγουριού, οι μεγαλύτεροι πλιόσαυροι θα μπορούσαν να έχουν καταπιεί μια αγελάδα – ή πολλούς ανθρώπους – σε ένα μόνο δάγκωμα.
Περίπου δύο δωδεκάδες είδη απολιθωμάτων πλιοσαύρων έχουν ανασκαφεί, με αξιοσημείωτα δείγματα να βρίσκονται στην Κίνα, την Αργεντινή, την Αγγλία, την Αλάσκα και την Ανταρκτική. Ένας πλήρης σκελετός πλιοσαύρου δεν βρέθηκε παρά μόνο σε μια ανασκαφή στην Ανταρκτική το 2006. Τμήματα ενός προηγούμενου σκελετού που βρέθηκε από την ίδια ομάδα του Όσλο, που ονομάστηκε “The Monster” ή “the T. rex of the Seas”, είναι από τα μεγαλύτερα θαλάσσια ερπετά που έχουν βρεθεί μέχρι σήμερα , με μήκος 15.25 m (50 ft). Αν και λανθασμένα αποκαλείται το μεγαλύτερο θαλάσσιο ερπετό που έχει βρεθεί μέχρι σήμερα, το ξεπερνούν σε μέγεθος τα μέλη πολλών γενεαλογικών γενεαλογιών μοσάσαυρων, συμπεριλαμβανομένων των Mosasaurus hoffmanni και Hainosaurus bernardi (17 m/55 πόδια) και ένα είδος πλησιόσαυρου που βρέθηκε στο Μεξικό με το παρατσούκλι το τέρας του “Aramberri” (μήκους περίπου 15 μ.). Το εύρημα του Aramberri αρχικά αναγνωρίστηκε λανθασμένα ως πλιόσαυρος και το μέγεθος ήταν υπερβολικό σε 18 μέτρα ή μεγαλύτερο.
Μερικά γνωστά παραδείγματα γενών πλιοσαύρων περιλαμβάνουν τους Pliosaurus, Peloneustes, Macroplata, Kronosaurus, Pliosaurus, Peloneustes και Liopleurodon. Οι πλιόσαυροι ήταν προφανώς παγκόσμιοι ή σχεδόν παγκόσμιοι στη διανομή τους. Η εποχή που οι πλιόσαυροι ζούσαν στον ωκεανό μαζί με τους πλησιόσαυρους, τους ιχθυόσαυρους, τους καρχαρίες και τους μοσάσαυρους αποκαλούνται μερικές φορές οι πιο επικίνδυνες θάλασσες στην ιστορία της ζωής.