在1967年，戴尔·罗素（Dale Russell）将扁掌龙亚科定义为具有以下特征：前上颌骨前方的喙小，或是没有、第五、六、七对脑神经穿越耳后的一个孔、枕骨底部或基蝶骨有基底动脉的血管沟、方骨的上镫骨突大，末端扁平、上隅骨的背缘呈圆形、最多有29节荐前椎、荐前的脊椎总长，短于荐后的脊椎总长、后端尾椎的神经棘略长，没有形成明显的尾鳍、脉弧与尾椎的椎体之间未固定、四肢关节的表面不平顺。

扁掌龙亚科的化石可发现于各大洲，但澳大利亚的化石仍有争议。在善于游泳的沧龙科中，扁掌龙亚科的头部较短，身体也较短。某些研究人员认为它们的身体灵活程度，相当于现代鳍足类。大部分扁掌龙亚科是鱼食性动物，以头足类（例如箭石）为食。体型较大的物种可能也以小型海生爬行动物为食。至少有一个属演化出坚固、适合咬碎的牙齿，可能以贝类为食。扁掌龙亚科是群中型沧龙类，身长介于12到25米之间。