含的成员来自两个或多个演化支，且未包含所有成员的最近共同祖先，该分类群即为多系群。举例而言，恆温动物（温血动物）通常指鸟类与哺乳类，但此二者的恆温性是分别演化而来，并非出自同一祖先下的演化支，因此恆温动物是一个多系群，在系统发生学上不成立。多系群与并系群，都是由于传统认识的偏差所造成的非自然分类，支序分类学会尽可能避免多系群的产生。与并系群一般作合并处理相对，多系群一般会进行拆分处理。随着分子遗传学技术的日趋成熟，许多过去遗留的多系群正逐渐被拆解修正为单系群。