蛇颈龙的运动方式和翼龙的飞行模式堪称是古生物学界的两大难题。尽管今天，人们普遍认为蛇颈龙的运动是以水下飞行为主的组合模式，但是关于蛇颈龙的运动一直存在相当大的争论。在这个问题上主要有三种观点：Rowing（划艇式）、Sub-aqueous flying（水下飞行）和Modified form of flying（改良式水下飞行）。我们先弄清楚这三种可能的模式。

Rowing：我们已经知道这个不可靠，毕竟水面和水下环境完全是两回事，在水下阻力要大得多。

Sub-aqueous flying：
两个很强大的冲程提供恒定的推力。运动平面是垂直的（上下）。但蛇颈龙的四肢不能升到离水平面很远的地方。

Modified form of flying：结合了前两个。在游动时，鳍状肢下击提供推力和升力，然后平掠回桨。

但是当四个鳍状肢在一起的时候，它们是如何互相配合运动的呢？BBC的《与恐龙同行》（第三集，《残酷的海》）中采用了前后肢交替运动（即前面一对先划，后面那对再划）的方式，其他纪录片也大多采用了这种方式（《十大巨兽排行榜》中使用的是2017年论文中的观点——前肢和后肢在同一位面上半同步运动）。
常见的运动复原方式

关于蛇颈龙两对鳍肢配合运动的方式，众说纷纭，莫衷一是。不同假说难以统一的主要问题在于：当两对鳍肢同时伸展开进行推力冲程时，它们将推动相同的水流，这样并不能有效加快它们的速度。根据鳍肢过剩原则，能用一对鳍肢解决的事情，为什么要用两对？

对此人们提出了许多假说，例如交替运动——一对运动时另一对复位；或者是前鳍肢和后鳍肢中的一对用于推进，另一对主要用于控制方向；再者是漩涡理论——鳍肢冲程产生的漩涡协助鳍肢自身复位。

最近，一篇标题为How Plesiosaurs Swam: New Insights into Their Underwater Flight Using “Ava”, a Virtual Pliosaur的论文提出了一种全新的方式。

这篇论文的作者认为Sub-aqueous flying和纪录片里那种前后交替的方式以及仅前肢（或仅后肢）游动模式是错误的。他们认为如果参考现代的海洋生物（企鹅、鳍足动物和海龟），这些动物通常只用前肢来游泳，后肢比前肢短小，几乎不起作用。现生的海龟，如棱皮龟，巨大、发育良好的前肢负责推进，也能控制方向，而较小、受限制的后肢主要作用为方向舵。海龟和parvipelvian类的鱼龙，都具有较小的后肢，表明控制方向仅靠小鳍肢就以足够。然而蛇颈龙的四个鳍状肢基本是等大的（有的物种甚至后肢略长于前肢）。
因此，蛇颈龙两对几乎等大的鳍肢必定在推进方式上有一定优势。
棱皮龟

在检查蛇颈龙的骨骼时，我们假设肩部的独特径向适应和骨盆的构造类似。两对鳍肢的骨骼发育非常好，肌肉附着点很大。为这些“划桨”提供动力的肌肉无疑是巨大的，这有助于为动物提供力量和耐力。
德拉萨尔收藏的泥泳龙属未定种的股骨，显示了肌肉附着部位。

以往的研究在很大程度上依赖于对被地层压扁的蛇颈龙骨骼的解剖学研究，及鳍肢固有运动范围有关的先入为主的观念。但它们都没有考虑到的是肩带和腰带的相反角度，这明显显示了无论静止还是运动中前后两组鳍肢都存在着相异而互补的关系，意味着两者的运动角度不同，其运动平面是分离的。通过在不同的位面运动，两对鳍肢推动不同的水流，不违反鳍肢过剩原则，而且两鳍肢协作，产生更大的推力，增大了蛇颈龙的加速度和最大前进速率。

关于未被地层压扁的蛇颈龙化石的研究表明，蛇颈龙的前鳍肢向下方和后方推进，竖直方向上范围比后肢大，与企鹅类似，只是运动范围更大、更加灵活；而后鳍肢更倾向于向后方水平运动，骨骼结构一定程度上限制了它们向下运动的范围，而允许它们抬高并向后推进，冲程结束位点比前鳍肢更接近体侧。因此，前鳍肢在较低的位面上运动，后鳍肢在较高的位面上运动，即前后推动不同区域的水流。这种运动方式带来了极大的益处，一次冲程能推动的水流是传统理论的两倍。

为了证明这一观点，作者依照波亚卡克柔龙(Kronosaurus boyacensis)来建立一个数字动画模型Ava。通过计算（St=fA/U，其中St是斯特罗哈数Strouhal number，f是冲程频率，A是冲程振幅，U是前进速度。），假设上龙11米长，估算Ava巡航时冲程频率（f）为0.5Hz，冲程振幅为1.48m，巡航速度为3m/s。
其中，0.5Hz的频率和棱皮龟巡航时的频率相同，计算结果为：
St=0.247
斯特罗哈数的作用是计算运动的效率。在现生海洋四足动物身上，St在0.2至0.4之间。虽然Ava的St值并不是很高，但这个数字出现在一个牺牲巡航速度以强化极限速度的捕食者身上并不令人意外，虽然目前想计算极限速度大小还存在困难。

经过计算，后鳍肢复位时所处的位置与身体水平面成大约-24°的角度（不同的物种存在差异），运动时角度范围是-0°至-37°，髂骨阻止了股骨越过身体水平面。复位时，后鳍肢使用轴向转动的方式。随后向后推进，直至后鳍肢的后缘几乎竖直。
后鳍肢运动示意图