De Mesosaurus is een uitgestorven zeereptiel uit het vroege Perm van zuidelijk Afrika en Zuid-Amerika. Het was een van de eerste bekende zeereptielen, en had vele aanpassingen aan een volledig aquatische levenswijze.
Hij wordt soms beschouwd als een anapside, maar daarover bestaat enige onenigheid. Hij wordt door Benton beschreven als een "parareptiel", dat wil zeggen een sauropside.
De Mesosaurus was een van de eerste reptielen die terugkeerde naar het water, nadat de vroege tetrapoden aan land waren gekomen in het latere Devoon.
Hij was ongeveer 1 meter lang, had voeten met zwemvliezen, een gestroomlijnd lichaam en een lange staart die mogelijk een vin droeg. Waarschijnlijk dreef hij zich door het water voort met zijn lange achterpoten en flexibele staart. Zijn lichaam was ook flexibel en kon gemakkelijk zijwaarts bewegen, maar hij had sterk verdikte ribben, die hem verhinderden zijn lichaam te verdraaien. Uit specimens blijkt dat hij levendbarend was en levende jongen voortbracht.
De Mesosaurus had een kleine schedel met lange kaken. De neusgaten zaten bovenaan, zodat het schepsel kon ademen met alleen de bovenkant van zijn kop boven water. Zijn tanden waren geschikt voor het vangen van kleine nektonische prooien, zoals schaaldieren.
De Mesosaurus was van belang als bewijs voor de theorie van de continentale drift, omdat zijn resten werden gevonden in zuidelijk Afrika en oostelijk Zuid-Amerika, twee ver van elkaar verwijderde plaatsen. Aangezien Mesosaurus een kustdier was, en dus niet de Atlantische Oceaan kon zijn overgestoken, wees deze verspreiding erop dat de twee continenten vroeger aan elkaar vastzaten.