Tradisjonelt er bjørnedyrene regnet som en «egen» gruppe. Fylogenetisk ser bjørnedyr, fløyelsormer og leddyr alle ut til å stamme fra en prekambrisk gruppe, lobopoder. Forskningsresultater tilsier at bjørnedyr er søstergruppen til leddyrene, det vil si panarthropodene minus bjørne- og fløyelsdyr. Noen systemer regnes bjørnedyrene til leddyrene (altså at leddyr=Panarthropoda). Om man velger å inkludere dem i gruppen Arthropoda (leddyr) eller ikke er en smakssak, men denne høyst spesialiserte gruppe skilte lag med leddyrenes forfedre før de utviklet et ytre skjelett med leddete bein, som er leddyrens kjennetegn.