1990年代以前は左右相称動物は原腸が口になるか否かで前口動物、後口動物に分類され、さらに体腔が無体腔、偽体腔、真体腔のいずれであるかにより分類されていた。しかし1990年代の18S rRNA遺伝子の解析により、体腔の違いは進化とは関係ない事が判明し、上述の意味での後口動物は単系統でない事が示されたので、いくつかの動物門を新口動物から外し(後述)、前口動物に移した[155]。このような変更を施した後の前口動物が単系統であることが支持されている[146][156][157]。
下記は主に ギリベ (2016)の系統仮説に基づく系統樹に、ラーマーら (2019) による分子系統解析の結果を加えて、動物界の系統樹を門レベルまで描いたものである[11][158][159][注釈 20]。ただし、2018年現在、分子系統解析が進展中ということもあり、完全に合意がなされたものではない。本項はこの系統樹に基づき以下の小節にて解説を行う。
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海綿動物門 Porifera
有櫛動物門 Ctenophora
刺胞動物門 Cnidaria
珍無腸動物門 Xenacoelomorpha[注釈 21]
有腎動物
水腔動物
棘皮動物門 Echinodermata
半索動物門 Hemichordata
Coelomopora
脊索動物
頭索動物門 Cephalochordata
尾索動物門 Urochordata
脊椎動物門 Vertebrata
Chordata
Deuterostomia
前口動物
毛顎動物門 Chaetognatha[注釈 22]
脱皮動物
動吻動物門 Kinorhyncha? 有棘動物 Scalidophora
鰓曳動物門 Priapulida
胴甲動物門 Loricifera
糸形動物
線形動物門 Nematoda
類線形動物門 Nematomorpha
Nematoida
汎節足動物
緩歩動物門 Tardigrada
有爪動物門 Onychophora
節足動物門 Arthropoda
Panarthropoda
Ecdysozoa
二胚動物門 Dicyemida[注釈 24]
螺旋動物[注釈 25]
顎口動物門 Gnathostomulida
微顎動物門 Micrognathozoa
輪形動物門 Rotifera
Gnathifera
吸啜動物
腹毛動物門 Gastrotricha
扁形動物門 Platyhelminthes
Rouphozoa
冠輪動物[注釈 25]
軟体動物門 Mollusca
環形動物門 Annelida
紐形動物門 Nemertea
内肛動物門 Entoprocta
腕足動物門 Brachiopoda
箒虫動物門 Phoronida
苔虫動物門 Bryozoa 動物界 海綿動物 有櫛動物 刺胞動物 平板動物 左右相称動物 動物界 有櫛動物 海綿動物 平板動物 刺胞動物 左右相称動物 海綿動物門、平板動物門、刺胞動物門、有櫛動物門の4つは左右相称動物に含まれない動物門で、体の左右相称性がなく、これらをまとめて便宜的に「前左右相称動物」と呼ぶこともある[162]。分子系統解析から、このうち海綿動物か有櫛動物の何れかが後生動物で最も系統の基部に位置すると考えられている[11][159]。しかし、海綿動物が系統の最も基部に位置するか[159][163][164][165][166]、有櫛動物が系統の最も基部に位置するか[167][168][169][170] は分子系統解析においてもデータが分かれている。
Lophophorata
Lophotrochozoa
Spiralia
Protostomia
Nephrozoa
Bilateria
ParaHoxozoa
Metazoa
前左右相称動物
海綿動物を最も基部とする分子系統樹の例[159]
有櫛動物を最も基部とする分子系統樹の例[159]