Le mésosaure est un reptile marin éteint du début du Permien en Afrique australe et en Amérique du Sud. Il a été l'un des premiers reptiles marins connus, et a connu de nombreuses adaptations à un mode de vie entièrement aquatique.
Il est parfois considéré comme un anapse, mais il y a un certain désaccord à ce sujet. Benton la décrit comme un "parareptile", c'est-à-dire une sauropsidée.
Le mésosaure a été l'un des premiers reptiles à retourner à l'eau après l'arrivée des premiers tétrapodes au Dévonien supérieur.
Il mesurait environ 1 mètre de long, avec des pieds palmés, un corps fuselé et une longue queue qui aurait pu soutenir une nageoire. Il s'est probablement propulsé dans l'eau avec ses longues pattes arrière et sa queue flexible. Son corps était également flexible et pouvait facilement se déplacer latéralement, mais il avait des côtes fortement épaissies, ce qui l'aurait empêché de se tordre le corps. Les spécimens montrent qu'il était vivipare et qu'il portait des petits vivants.
Le mésosaure avait un petit crâne avec de longues mâchoires. Les narines étaient situées au sommet, ce qui permettait à la créature de respirer avec seulement le côté supérieur de sa tête qui brisait la surface. Ses dents étaient adaptées à la capture de petites proies nectoniques telles que les crustacés.
Le mésosaure a joué un rôle important dans l'élaboration de la théorie de la dérive des continents, car ses restes ont été trouvés dans le sud de l'Afrique et l'est de l'Amérique du Sud, deux endroits éloignés. Le mésosaure étant un animal côtier, et ne pouvant donc pas avoir traversé l'océan Atlantique, cette répartition indiquait que les deux continents étaient autrefois réunis.