Hoewel het technisch geen dinosaurussen waren, hebben de mariene reptielen bekend als mosasauriërs een unieke plaats in de paleontologische geschiedenis: het was de ontdekking van een exemplaar van Mosasaurus in 1764, in een Nederlandse steengroeve, die wetenschappers ertoe bracht te beseffen dat soorten konden uitsterven (en dat de aarde vroeger bevolkt was door een aantal zeer vreemde wezens ruim voor Bijbelse tijden). Mosasaurus ("hagedis uit de Maas") werd al snel genoemd door de beroemde natuuronderzoeker Georges Cuvier, en de algemene naam "mosasaurus" verbonden aan andere leden van deze oude familie.
In evolutionaire termen waren mosasaurus verschillend van drie andere bekende groepen mariene reptielen, ichthyosaurus ("vishagedissen"), plesiosaurus met lange hals en pliosaurus met korte hals. Deze slanke, reptielenroofdieren zijn mogelijk verantwoordelijk geweest voor het uitsterven van de ichthyosaurus tegen het einde van het Krijt (niet noodzakelijk door ze op te eten, maar door ze te verslaan voor voedsel), en hun snelle, behendige, hydrodynamische builds gaven plesiosaurussen en pliosaures rennen voor hun geld. In wezen regeerden mosasauriërs ongeveer 20 miljoen jaar over de zeeën, totdat de K / T-uitsterving de meeste gigantische reptielen (en alle mariene variëteiten) 65 miljoen jaar geleden uit de aardbodem verdreef.
Hoewel het verleidelijk zou zijn om te speculeren dat mosasauriërs zijn geëvolueerd uit ichthyosaurus en plesiosaurus, lijkt dit niet het geval te zijn. De recente ontdekking van de kleine, amfibische Dallasaurus, die zowel op het land kon zwemmen als wandelen, laat doorschemeren dat mosasaurus evolueerde van vroege reptielen uit het Krijt die erg op uiterlijk leken bij moderne monitorhagedissen (een andere overgangskandidaat is de Europese Aigialosaurus). Minder zeker is de voorgestelde evolutionaire relatie tussen oude mosasaurus en moderne slangen; de twee reptielenfamilies delen slanke lichaamsplannen, schilferige huid en het vermogen om hun mond extra wijd te openen, maar de rest is een kwestie van debat.
Geologisch gezien is een van de vreemde dingen van mosasauriërs dat hun fossielen de neiging hebben om ver in het binnenland op te duiken, vooral in de westelijke Verenigde Staten en het binnenland van West-Europa, samen met andere continenten. In het geval van de VS komt dit omdat in het Krijt veel van Noord-Amerika bedekt was door de "Grote Binnenzee" (of de Sundance Zee, zoals het ook wordt genoemd), een breed maar ondiep water dat overstroomde grote delen van het hedendaagse Kansas, Nebraska en Colorado. Alleen Kansas heeft drie belangrijke mosasaurus-geslachten opgeleverd, Tylosaurus, Platecarpus en Clidastes.
Zoals je zou verwachten met zo'n langdurige familie van mariene reptielen, zaten niet alle mosasauriërs in dezelfde gewichtsklasse of volgden ze hetzelfde dieet. De grootste individuen van Mosasaurus bereikten lengtes van 50 voet en gewichten van ongeveer 15 ton, maar andere geslachten waren aanzienlijk slanker: Tylosaurus bijvoorbeeld, verpakt slechts ongeveer zeven ton in zijn lengte van 35 voet, en Platecarpus (te oordelen naar zijn fossiele resten) , de meest voorkomende mosasaurus van Noord-Amerika) was slechts ongeveer 14 voet lang en een paar honderd pond.
Waarom deze variaties? Redenerend naar analogie met moderne zee-roofdieren, zoals de Grote Witte Haai, is het waarschijnlijk dat grotere mosasaurus-geslachten zoals Mosasaurus en Hainosaurus feestvierden op hun collega-mosasaurus en mariene reptielen, terwijl kleinere soorten zoals Clidastes het deden met relatief onschadelijke prehistorische vissen. En om te oordelen naar de ronde, kiezelachtige vormen van hun tanden, lijkt het erop dat andere mosasaurus zoals Globidens en Prognathodon zich specialiseerden in het verslinden van gepelde prooien, variërend van kleine weekdieren en ammonieten tot grotere (en hardere) zeeschildpadden.
Op het moment dat ze uitstierven, werden mosasauriërs geconfronteerd met toenemende concurrentie van prehistorische haaien, een goed voorbeeld hiervan was Cretoxyrhina (ook bekend als de "Ginsu-haai"). Sommige van deze haaien waren niet alleen slanker, sneller en gemener dan Tylosaurus en Globidens, maar ze waren misschien ook slimmer. Het massale uitsterven van mariene reptielen in de nasleep van het K / T-uitsterven zorgde ervoor dat haaien, de nieuwe toproofdieren, zich in de loop van het Cenozoïcum naar grotere en grotere maten ontwikkelden. Het hoogtepunt van deze trend was de werkelijk enorme (tot 50 voet lang en 50 ton) Megalodon.