ヒメホタルイ
本種の所属するホソガタホタルイ属には世界に約50種あり、日本には8種ほどがあるが、その中で本種は茎の断面が丸いこと、それに根茎が細くて横に伸び、地上の茎をほぼ単生すること、それに小穂を普通は1個しかつけないことで日本の他の種とは容易に区別できる。この属の代表的な種であるカンガレイ S. triangulata は茎の断面が三角で混同することはない。ホタルイ S. hotarui 茎の断面は円形だが匍匐茎を出さず、地上茎は束になって出る。この種に類似のものは多いが、多くは根茎を伸ばさず茎をまとまった形で出す。やや根茎を横に伸ばすものにミヤマホタルイ S. hondoensis があるが、この種では根茎は太くて木質化する。
このように同属内では形質的に他種とややかけ離れている感はあるが、その類縁性が遠いわけではなく、韓国産のものによる分子系統的研究の結果を見ると本種はホソガタホタルイ属に含まれるのは当前であるが、同一のクレードにはカンガレイ、ヒメカンガレイ、イヌホタルイ、ミヤマホタルイなどが含まれ、特にイヌホタルイとミヤマホタルイの2種と最も近い、という結果が出ており、ホタルイはむしろ同属内では遠い位置にあるという。
少し前まで同属とされていたフトイ属 Schoenoplectus にも類似の姿のものはあるが、茎が三角のものが多く、円形のものはフトイなど遙かに大きいものである。細長い茎をまばらに立てるものとしてはハリイ属 Eleocharis にもクログワイ E. kuroguwai など幾つか似たものがあるが、それらでは小穂は茎の先端に立つように生じ、苞はそれより先へ伸びることがなく、また小穂がない場合には先端が尖っていないので見分けがつく。