Десмости́лии[1][2][3] (лат. Desmostylia) — отряд вымерших морских млекопитающих, живших в олигоцене — миоцене (33,9—5,333 млн лет назад)[4].
Обитавшие по берегам Тихого океана десмостилии имели две пары конечностей и могли передвигаться как по воде, так и по суше. По суше они передвигались очень неуклюже, так как их конечности были широко расставлены в стороны. С другой стороны, существуют альтернативные реконструкции палеопарадоксии как пальцеходящего животного. В воде гребли преимущественно передними ногами, как белые медведи. По-видимому, обитали в эстуариях рек, питались водорослями. Длина черепа наиболее крупных видов (например, Desmostylus hesperus) доходила до 90 см, длина Desmostylia достигала 1,8 м, масса — более 200 кг. Животные, вероятно, растительноядные. Строение их коренных зубов крайне необычно (из слившихся вместе эмалевых цилиндров).
Положение отряда неоднозначно. Первоначально десмостилий считали родственниками однопроходных. Позднее удалось доказать их близость к примитивным хоботным и сиренам — афротериям[5]. Сходство со слонами заметно в наличии увеличенных верхних и нижних резцов, но увеличены и клыки (в отличие от хоботных). Однако в 2014 году коллектив учёных во главе с Cooper включил десмостилий в стволовую группу непарнокопытных (тотальная группа Panperissodactyla[a]), т. е. в состав лавразиатерий[7].
По данным сайта Paleobiology Database, на декабрь 2019 года к отряду относят следующие вымершие таксоны до рода включительно[4]: