脊椎動物を、脊椎動物門として取り扱う分類と、より広い範囲の動物を含む脊索動物門の一部である脊椎動物亜門として取り扱う分類があるが、近年は後者が多数派になってきている。

動物全体を、脊椎動物とそれ以外のすべてを含む無脊椎動物との2つに分ける分類もあるが、これはヒトを含む脊椎動物を重要視してそれを中心に考えるときの便宜的な分類法である。脊椎動物の種数は動物界全体の5パーセントにも満たない。（動物の分類を参照）

ヌタウナギ綱は、伝統的な分類では脊椎動物の無顎類（無顎上綱）に含まれるとされてきたが、この仲間は脊椎を持たない。そこでこれを脊椎動物から外し、かわりに従来の脊椎動物と同じ範囲を含むグループとして有頭動物を導入するという分類が提唱されている。