De Trematosauridae zijn een groep of familie van uitgestorven grote mariene temnospondyle Batrachomorpha (basale 'amfibieën') met veel leden. Ze verschenen voor het eerst tijdens het Indien van het Vroeg-Trias en bestonden tot rond het Carnien van het Laat-Trias, hoewel ze toen zeer zeldzaam waren. Tegen het Midden-Trias waren ze wijdverbreid in Laurasia en Gondwana, waarbij fossielen werden gevonden in Europa, Azië, Madagaskar en Australië.

Ze zijn een van de meest afgeleide families van de superfamilie Trematosauroidea in die zin dat ze de enige familie zijn die een volledig mariene levensstijl had. Ze hebben lange, slanke snuiten die kenmerkend zijn voor de Trematosauridae, met sommige leden met rostra die lijken op die van moderne gavialen. Traditioneel werden twee onderfamilies binnen Trematosauridae onderscheiden, de Trematosaurinae met relatief korte snuit en Lonchorhynchinae met de lange snuit. Een derde onderfamilie Tertreminae werd in 2000 benoemd en omvat vormen met brede snuiten zoals Tirraturhinus. Hieronder is een cladogram van Steyer (2002) dat de fylogenetische verwantschappen van trematosauriden toont.

Een mogelijke trematosauride is gevonden in de Toutunhe-formatie in het Junggar-bekken. Als deze analyse juist is, maakt het Trematosauridae een van de langstlevende groepen van de Temnospondyli, die zo recent als het Laat-Jura voorkwamen.

Uitgestorven amfibieën