カブトガニ類
19世紀には大まかな類似に基づいて、節足動物の中でカブトガニ類は特に三葉虫に近縁と考えられた。当時はウミサソリ類と共に、いずれも甲殻類扱いされた。しかし20世紀以降の再検討により、カブトガニ類とウミサソリ類は甲殻類らしからぬ、むしろサソリなどのクモガタ類に共通な基本体制を持つことが判明した。それ以降、三葉虫や甲殻類と区別されたカブトガニ類とウミサソリ類は、ウミグモ類・クモガタ類などと共に、まとめて節足動物の大グループの1つである鋏角類(Chelicerata)に含まれるようになった。
現生カブトガニ類の1種アメリカカブトガニ
現存種によく似たジュラ紀のメソリムルス
独特な姿をした三畳紀のオーストロリムルス
カブトガニ類の身体は、前体と後体の2部によって構成され、末端は剣に似た尾節を持つ。全ての付属肢(関節肢)は腹側にあり、幅広い甲羅状の体に覆われている。現存種はどれも数十cmに及ぶ大型の節足動物であるが、絶滅した化石種まで範囲を広げると数cm程度の小型種の方が多い。また、現存種の外見はお互いによく似ているが、化石種、特に中生代のものは比較的に多様化していた。
カスマタスピス類は種類によりカブトガニ類とウミサソリ類のいずれかによく似ている。かつて独特なカブトガニ類の一群とも考えられていたが、1990年代後期以降ではカブトガニ類でない独立群として区別されるようになった。カスマタスピス類を多系統群とし、そのうちカブトガニ類に似たカスマタスピス科はカブトガニ類に、ウミサソリ類に似たディプロアスピス科はウミサソリ類に近縁という説もあったが、確実でなく、特に2010年代以降では、本群は単系統群で、ウミサソリ類やクモガタ類に近縁(共に Dekatriata をなす)という説の方が主流になりつつある。