Badania przeprowadzone przez Bernarda i współpracowników – polegające na porównaniu składu izotopu tlenu w zębach z tymi występującymi u ryb – sugerują, że plezjozaury były w stanie utrzymywać wysoką i stałą temperaturę ciała w ekosystemach oceanicznych od tropików do wód chłodnych. Szacowana temperatura ciała, wynosząca 35–39 °C, sugeruje wysokie tempo przemiany materii, wymagane do drapieżnictwa i szybkiego przemierzania dużych terenów.
Znalezisko zinterpretowane przez O’Keefe i Chiappe jako ciężarna samica gatunku Polycotylus latippinus (Cope) ze znajdującym się wewnątrz jej ciała dużym płodem wskazuje, że ten gatunek plezjozaura był żyworodny, ciąże były pojedyncze a nowo narodzone młode osiągało co najmniej 30% rozmiarów matki. Autorzy domniemują, że podobnie jak u współczesnych zwierząt, te cechy sposobu rozmnażania mogły współwystępować z zachowaniami społecznymi i opieką rodzicielską nad młodymi.
Wśród plezjozaurów proporcje tułowia i kończyn pozostają w stałym stosunku.