มหายุคมีโซโซอิก (อังกฤษ: Mesozoic Era) เป็นมหายุคที่สองจาก 3 มหายุคทางธรณีกาลของโลกในบรมยุคฟาเนอโรโซอิก โดยอยู่ถัดจากมหายุคพาลีโอโซอิกและอยู่ก่อนหน้ามหายุคซีโนโซอิกมหายุคมีโซโซอิกมีช่วงอายุตั้งแต่ 251-65 ล้านปีมาแล้ว อยู่ในช่วงเวลาที่มีการแยกตัวออกจากกันของแผ่นดินพันเจีย ทำให้เกิดผืนแผ่นดินลอเรเซียและผืนแผ่นดินกอนด์วานา คั่นกลางด้วยมหาสมุทรเททิส จากนั้นจึงเกิดการแยกตัวขึ้นอีกภายในผืนแผ่นดินทั้งสองทำให้เกิดทวีปต่าง ๆ ดังที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน มหายุคมีโซโซอิกเป็นมหายุคที่เรียกได้ว่าสัตว์เลื้อยคลานครองโลก