Krepsdyrene tilhører leddyrene (Arthropoda). Utfra moderne molekylærstudier er det nå vanlig å anta at krepsdyrene omfatter alle dyr innenfor kladen Pancrustacea, unntatt seksfotingene (heksapodene) som ikke alle er krepsdyr. Det innebærer at krepsdyr er en parafyletisk gruppe og at noen av undergruppene er nærmere beslektet med insekter og andre heksapoder, enn med andre krepsdyr. Det som likevel atskiller krepsdyrene er at de har gjeller, todelte klør, og en formering som innbefatter et særegent larvestadium. I den fylogenetiske forskningen er det likevel et åpent spørsmål hvor nær krepsdyerne står insekter og andre mangeføttinger - enkelte forskere mener at insektene skal inkluderes i klader med krepsdyr.