Cotylosaurer, (af gr. kotyle 'hulning' og sauros 'øgle'), Cotylosauria, dyregruppe, der traditionelt betragtes som uddøde, anapside krybdyr, der udgjorde stamgruppen for alle senere amnioter; levede i Sen Karbon til Sen Trias, ca. 310-208 mio. år før nu. Gruppen oprettedes som systematisk enhed ved fundet af den 3 m lange landlevende planteæder Diadectes fra Tidlig Perm (ca. 270 mio. år før nu). Diadectes og dens nærmeste slægtninge formodes dog ikke at have udviklet en amnion, men befinder sig på en sidegren tæt ved amnioternes oprindelse. Betegnelsen Cotylosauria kan derfor med fordel anvendes om den naturlige slægtskabsgruppe bestående af diadectomorfer og amnioter.