Moderne voëls word gekarakteriseer deur vere, 'n bek of snawel sonder tande, die lê van eiers met harde doppe, 'n vinnige metabolisme, 'n hart met vier kamers en 'n ligte dog sterk skelet. Die meeste voëls het voorste ledemate wat as vlerke aangepas is en kan dus vlieg, alhoewel loopvoëls en verskeie ander, veral endemiese eilandspesies, nie daartoe in staat is nie.
Die vroeë voël, Archaeopteryx, van die Juratydperk, is bekend as een van die eerste "verlore skakels" van die laat-19de eeu wat die teorie van evolusie ondersteun het, selfs al word Archaeopteryx nie as 'n direkte voorvader van moderne voëls beskou nie. 'n Ander vroeë voël is Confuciusornis, van die vroeë Kryttydperk. Dit is moontlik dat beide hierdie voëls voorafgegaan is deur Protoavis texensis, alhoewel die fossiel wat die naam dra so gedeeltelik is, dat daar aansienlike twyfel bestaan of die fossiel wél aan 'n voëlagtige dier behoort. Ander Mesosoïese voëls sluit die Enantiornithes, Yanornis, Ichthyornis, Gansus en die Hesperornithiformes in: 'n groep lopende duikvoëls wat amper soos dobbertjies en seeduikers lyk.
Die skelet van 'n duif toon 'n duidelike verlenging van die borsbeen, waaraan die vlerkspiere geanker word
Die Cryptovolans en Microraptor van die Dromaeosauridae-familie mag miskien tot aangedrewe vlug in staat gewees het, min of meer tot dieselfde mate as Archaeopteryx. Cryptovolans het eienskappe besit wat ook by moderne voëls voorkom: sy borsbeen was verleng teen 'n hoek met die middellyn van die borsbeen en na buite gerig, loodreg op die ribbekas. Hierdie verlenging dien as 'n anker waaraan moderne voëls se vlerkspiere geheg is, sodoende het die voëls voldoende hefkrag vir vlug. Cryptovolans se rugstring blyk ook buigsaam te wees, net soos by moderne voëls die geval is, om te voorkom dat die werwels nie tydens vlug uitgly nie. As gevolg van hierdie eienskappe is Cryptovolans eintlik selfs 'n beter "voël" as Archaeopteryx, aangesien laasgenoemde nié hierdie eienskappe besit nie. As gevolg van hierdie eienskappe het sommige paleontoloë voorgestel dat lede van die Dromaeosauridae-familie in werklikheid basale ("basis") voëls is en dat die groter lede van die familie op 'n tyd kon vlieg, maar dat latere vorms nie daartoe in staat was nie. Met ander woorde, dat voëls nie van die Dromaeosauridae-familie afstam nie, maar dat die Dromaeosauridae-familie van voëls afstam. Die bewyse vir hierdie teorie is op tans onvoldoende, aangesien die presiese verhouding tussen die mees gevorderdste lede van Maniroptira en die primitiefste egte voëls steeds nie goed begryp word nie.
Sommige dinosourusse, wat bekend staan as Ornithischia, het voëlagtige heupbene, maar voëls het ontwikkel uit Saurischia-dinosourusse wat reptielagtige heupbene het. Dit bewys dat voëls hul heupstruktuur onafhanklik ontwikkel het. Die voëlagtige heupstruktuur het selfs 'n derde keer onafhanklik ontwikkel: tussen lede van Therizinosauridae, 'n spesifieke groep Theropoda-dinosourusse.
Moderne voëls word as Neornithes geklassifiseer en dit is tans bekend dat die groep tot 'n basiese groep afstammelinge ontwikkel het aan die einde van die Kryttydperk. Die Neornithes word verdeel in die Paleognathae en die Neognathae. Die Paleognathae sluit die stuithoenders van Sentraal- en Suid-Amerika in, asook die loopvoëls. Soos die naam aandui, is loopvoëls groot voëls wat nie tot vlug in staat is nie.