Τα αρθρόποδα είναι τα μεγαλύτερα από όλα τα είδη ζώων, με περισσότερα από ένα εκατομμύριο περιγραφόμενα είδη, τα οποία υπολογίζονται μεταξύ 6 και 7 εκατομμυρίων συνολικά. Τα αρθρόποδα, το όνομα των οποίων σημαίνει «ενωμένα πόδια», χαρακτηρίζονται από σκληρό εξωσκελετό, τεμαχισμένα σώματα και ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα. Η ομάδα περιλαμβάνει έντομα, μαλακόστρακα, μυριάποδα (χιλιόποδα και σαρανταποδαρούσες), χηλικέρες (αραχνοειδείς και πεταλοειδή καβούρια) και αρκετές εξαφανισμένες ομάδες συμπεριλαμβανομένων των τριλοβίων. Η φυλογένεση των αρθροπόδων είναι ένα αδιευκρίνιστο επιστημονικό θέμα και οι απόψεις συνεχίζουν να αλλάζουν καθώς έρχονται νέες πληροφορίες.
Τα αρθρόποδα θεωρούνται σχεδόν παγκοσμίως μονοφυλετικά, που σημαίνει ότι κατάγονται από έναν κοινό πρόγονο αντί να προέρχονται πολλές φορές. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την κυρίαρχη άποψη κατά τη δεκαετία του 1970. Μια μελέτη του 2001 για τα αρθρόποδα τοποθετεί την ομάδα δίπλα στα tardigrades, μια φυλή μικροσκοπικών υδρόβιων ζώων. Και τα δύο σχετίζονται με τη σειρά τους με τα βελούδινα σκουλήκια, μια ομάδα εξελιγμένων χερσαίων σκουληκιών με ένα αρχείο απολιθωμάτων που εκτείνεται πίσω στην Κάμβρια ή πριν (~ 545 εκατομμύρια χρόνια πριν). Τα αρθρόποδα υπήρχαν στην πρώιμη Κάμβρια, περίπου 530 εκατομμύρια χρόνια πριν, αλλά είναι θέμα συζήτησης για το αν υπήρχαν πριν από αυτό. Τα σκληρά πετσάκια, όπως τα καθολικά μεταξύ των αρθρόποδων, εμφανίζονται στα απολιθώματα πριν από περίπου 545 εκατομμύρια χρόνια.
Υπάρχουν επί του παρόντος δύο βασικές θεωρίες σχετικά με την τοποθέτηση των αρθρόποδων μέσα στο Δέντρο της Ζωής. Κάποιος βάζει τα αρθρόποδα παράλληλα με τα annelids (segmented worms), με βάση την κοινή τους κατάτμηση. Μια πιο πρόσφατη ανάλυση τοποθετεί τα αρθρόποδα δίπλα σε νηματώδεις και αρκετές μικρές φυλές, όπως τα σκουλήκια του πέους, με βάση το κοινό χαρακτηριστικό της τήξης. Αυτή η ομάδα ονομάζεται «Ecdysozoa» μετά το «ecdysis», που σημαίνει τήξη. Motting σημαίνει ότι το ζώο μεγαλώνει αποβάλλοντας τον εξωσκελετό του και στη συνέχεια μεγαλώνει μέχρι να σκληρύνει ένας νέος εξωσκελετός.
Η κατανόησή μας για τη σχέση μεταξύ των ομάδων αρθροπόδων είναι επί του παρόντος σε μια κατάσταση ροής. Ένα σύστημα ταξινόμησης από τη δεκαετία του ’70 έβαλε τα αρθρόποδα σε γνάθους, συμπεριλαμβανομένων των μυριόποδων, των καρκινοειδών και των εξάποδων (έντομα), με τα εξάποδα και τα μυριάποδα να είναι ένα κοινό κλάδο, το Atelocerata, και τα υπόλοιπα αρθρόποδα σε Chelicerata. Αυτό το σύστημα ταξινόμησης απορρίφθηκε σταδιακά καθώς νεότερες μελέτες επισημαίνουν ότι τα εξάποδα είναι στην πραγματικότητα φωλιασμένα μέσα σε καρκινοειδή (δηλαδή τα πρώτα αρθρόποδα της ξηράς που εξελίχθηκαν από καρκινοειδή, όχι μυριάποδα), με τα μυριάποδα και τα χηλικερικά να είναι στην πραγματικότητα μια αδελφή ομάδα που ονομάζεται Myriochelata. Αυτό ονομάζεται υπόθεση Pancrustacea. Αυτές οι ταξινομήσεις είναι βέβαιο ότι θα βελτιωθούν καθώς έρχονται περισσότερα μοριακά και απολιθωμένα δεδομένα.