I likhet med bjørnedyrene, som er nære slektninger, regnes de ikke med blant de egentlige leddyrene, men er inkludert i gruppen Panarthropoda. De er spesialiserte skapninger hvis stamart tidlig utviklet seg i sin egen retning, og ligner mest på meitemakk med bein, eller på myke tusenbein. Deres anatomi har likevel utviklet seg lite på hundrevis av millioner av år. Utdødde marine arter utviste derimot mer variasjon, og var kledd i både panserplater og pigger, f.eks. . Det er mulig at fløyelsdyrene var de første organismer som utviklet evnen til egentlig gange.