。新的习性与更重的身体意味者羊膜动物在行为与生理结构上更加进化。羊膜动物有三个主要演化支，可由头骨的结构与眼后颞颥孔的数量来辨认。无孔类爬行动物（已全部灭绝）的头颅骨没有颞颥孔，合弓类动物（哺乳类与其近亲）有一个颞颥孔，大部分的双孔类动物（大部分的爬行动物、恐龙、龟鳖目、鸟类）有两个颞颥孔，某些双孔类动物的颞颥孔在演化过程中消失。羊膜动物的化石可用一些特征来鑑定，包含：至少两对荐部肋骨、胸带和胸骨（某些物种在演化过程中失去这特征）、还有脚踝的距骨。
分类.在1866年，恩斯