クチクラ板の表面に花状器官と呼ばれる感覚器官があることから動吻動物と、体の前方に多数の感覚器を持つことから鰓曳動物と近縁であると考えられ、これらとともに有棘動物群に分類されている。また本門の成体は、鰓曳動物の幼生に似ている。
一方で、Yamasaki et al. (2015)[2]の18SrDNAおよび28SrDNAによる分子系統解析ではこのような系統樹が描かれている。なお、汎節足動物と胴甲動物門を含むクレードのブートストラップ値は63%と高いとは言えず、著者はこのクレードを確実とはしていない。胴甲動物門は糸形動物や汎節足動物と密接な関係があるという結論を出している。