双臼椎龙科(Polycotylidae)大约有着19至26块颈椎 , 有较短的肱部及股骨 , 头骨有较大的眶部及有较高的矢状嵴 , 双臼椎龙科(Polycotylidae)有非常狭窄及长长的吻部 , 它们的颌骨相对细小 , 有圆椎型牙齿 , 但没有上龙类般突出于吻外的锋利牙齿 , 双臼椎龙科(Polycotylidae)的头骨外型和鱼龙类相似。双臼椎龙科(Polycotylidae)于鱼龙类灭绝后还支持下去 , 它们看似是高游速的海生爬行类 , 主要以头足类及细小鱼类为食 , 在双臼椎龙科胃部还发现有菊石的残骸。从外型上看双臼椎龙科类似上龙类 , 不过近来研究显示它们与蛇颈龙科、薄板龙科拥有许多共同特征, 并且是薄板龙科的姐妹群。双臼椎龙科的化石在美国、加拿大、日本、摩洛哥、澳洲、纽西兰、南美洲及俄国等地都有发现。于介绍双臼椎龙科前 , 首先介绍一下关系不明的白垩龙属Cimoliasaurus及「里士满上龙(Richmond pliosaur)」 。
晚白垩纪北美新泽西州发现的白垩龙属种Cimoliasaurus magnus一共有十三块骨骼化石发现 , 它的牙齿弯曲及修长 , 可是没有头骨发现 , 根据椎骨判断Cimoliasaurus magnus全长约8米。Welles (1952) 及 Persson (1960)总结白垩龙属Cimoliasaurus属于第三类白垩纪的蛇颈龙类 , 颈部形态介乎于薄板龙属Elasmosaurus及上龙属Pliosaurs之间 , 白垩龙属Cimoliasaurus的脖子大概是头骨的2至3倍 , Welles更认为白垩龙属Cimoliasaurus可能是双臼椎龙类 。不过Persson把白垩龙属Cimoliasaurus划作白垩龙科Cimoliasauridae , 白垩龙科Cimoliasauridae也包括斯堪尼龙属Scanisaurus 及阿里斯顿龙属Aristonectes 。由于白垩龙属Cimoliasaurus没有头骨发现且肢体化石保存不好 , 因此该属常被认为是疑问学名 。 Welles于1952年根据北美发现的化石指出白垩龙属Cimoliasaurus全长可能是双臼椎龙属Polycotylus的2倍 。
白垩龙属种Cimoliasaurus magnus的牙齿