Trong thời kỳ Mesozoi, nhiều nhóm bò sát đã thích nghi với cuộc sống trên biển, bao gồm cả các loài quen thuộc như Ichthyosaurs (ngư long), Plesiosaurs (hai loại này từng được cho là kết hợp trong nhóm "Enaliosauria", một phân loại bây giờ đã trở nên lạc hậu), các nhóm mosasaurs (thương long), nothosaurs, placodonts, rùa biển, thalattosaurs và thalattosuchian. Sau khi tuyệt chủng hàng loạt vào cuối kỷ Phấn trắng, các loài bò sát biển ít hơn nhiều.

Nhưng dù sao vẫn còn có nhiều loài chẳng hạn như "rùa biển" thật sự, cả hai loài Bothremydidae, rắn Palaeophiidae, một số ít choristoderes như Simoedosaurus và cá sấu Dyrosaurid là còn sót lại từ kỷ Mesozoi là còn tồn tại đến nay. Các loại cá sấu biển đốm khác vẫn còn phổ biến gần đây như Miocen muộn. Một số loài bò sát biển, như ichthyosaurs, plesiosaurs, thalattosuchians metrihynchid và mosasaurs đã trở nên thích nghi tốt với lối sống biển mà chúng không thể mạo hiểm lên mặt đất và sinh trong nước. Những loài khác, chẳng hạn như rùa biển và cá sấu nước mặn, quay trở lại bờ để đẻ trứng. Một số loài bò sát biển cũng thường xuyên nghỉ ngơi và đụn cát trên mặt đất.