外类群.在整个蝴蝶的演化支（凤蝶总科）中，粉蝶科的演化支是「蛱蝶科+灰蝶科+蚬蝶科」演化支的旁系群，而弄蝶科则是这两个演化支的旁系群，然后是凤蝶科，最后喜蝶科是整个凤蝶总科的基群。
内类群.粉蝶科中有4个亚科分类：蓝粉蝶亚科、黄粉蝶亚科和粉蝶亚科和袖粉蝶亚科。曾经一度认为蓝粉蝶亚科和袖粉蝶亚科为同一个演化支，黄粉蝶亚科和粉蝶亚科则是另一个。 然而更新的研究指出蓝粉蝶亚科、黄粉蝶亚科和粉蝶亚科属同一演化支。黄粉蝶亚科和粉蝶亚科是相互的旁系群，于6670万年前演