Skamieniałości Umoonasaurus zostały początkowo uznane za reprezentujące nowy gatunek rodzaju Leptocleidus, jednak analiza przeprowadzona w 2006 roku przez Benjamina Keara i współpracowników odrzuciła tę hipotezę i zasugerowała, że Umoonasaurus był najbardziej bazalnym przedstawicielem grupy romaleozaurów, obejmującej przeważnie bardzo duże plezjozaury o krótkich szyjach i dużych głowach. Analiza filogenetyczna wykonana przez Adama Smitha i Garetha Dyke’a wsparła jednak hipotezę Keara z 2003 roku, umieszczając Umoonasaurus w grupie Leptocleididae jako takson siostrzany rodzaju Leptocleidus.
Umoonasaurus zasiedlał tereny przesmyku położonego na wysokich szerokościach geograficznych (około 70°S). Wody te w trakcie zim niemal zamarzały, jednak żyły tam zróżnicowane gady morskie, takie jak plezjozaury, ichtiozaury i mozazaury, co sugeruje, iż gady przystosowały się do niskich temperatur wytwarzając szereg adaptacji, jak np. podwyższony metabolizm.
Nazwa rodzajowa Umoonasaurus pochodzi od słowa Umoona, oznaczającego w języku Antakarinya Coober Pedy – miejsce, w