Dictyostelium discoideum
キイロタマホコリカビのように細胞からなる分枝しない柄をもつタマホコリカビ類は、伝統的にタマホコリカビ属 () に分類されていた。しかし分子系統学的研究によって、この古典的な意味でのタマホコリカビ属は非単系統群であることが明らかとなり、2020年現在では複数の属に分けられている。この中で、キイロタマホコリカビはタマホコリカビ属のタイプ種であるタマホコリカビ () と同じ系統群に属するため、タマホコリカビ属に残されている。分子系統解析からは、キイロタマホコリカビは特に や 、、 (シロタマホコリカビ) に近縁であることが示唆されている。