Mesosaurus är en utdöd havsreptil från den tidiga permiska perioden i södra Afrika och Sydamerika. Den var en av de första kända marina reptilerna och hade många anpassningar till en helt akvatisk livsstil.
Den anses ibland vara en anapsid, men det råder viss oenighet om detta. Benton beskriver den som en "parareptil", det vill säga en sauropsid.
Mesosaurus var en av de första reptilerna som återvände till vattnet efter att de tidiga tetrapoderna kom till land i senare delen av devon.
Den var cirka 1 meter lång, hade svävade fötter, en strömlinjeformad kropp och en lång svans som kan ha haft en fena. Den har troligen drivit sig fram genom vattnet med sina långa bakben och sin böjliga svans. Dess kropp var också flexibel och kunde lätt röra sig i sidled, men den hade kraftigt förtjockade revben, vilket skulle ha hindrat den från att vrida kroppen. Exemplar visar att den var viviparous, dvs. den födde levande ungar.
Mesosaurus hade en liten skalle med långa käkar. Näsborrarna var placerade högst upp, vilket gjorde att varelsen kunde andas med bara ovansidan av huvudet som bryta ytan. Dess tänder var lämpliga för att fånga små nektoniska byten som kräftdjur.
Mesosaurus var viktig som bevis för teorin om kontinentaldrift, eftersom dess kvarlevor hittades i södra Afrika och östra Sydamerika, två platser som ligger långt ifrån varandra. Eftersom Mesosaurus var ett kustdjur och därför inte kunde ha korsat Atlanten, visade denna spridning att de två kontinenterna tidigare var sammanfogade.