脊索動物
18世紀に発見された当時、ナメクジウオは軟体動物のナメクジの一種であると考えられていた。また、ホヤも同様に軟体動物に分類されていた。1840年代に入ると、ナメクジウオは脊索、鰓裂、背側神経索をもつことが明らかにされ、脊椎動物との類似が指摘されるようになった。1866年、アレサンデル・コワレフスキー (Alexander Kovalevsky) はホヤ類の幼生が尾部にもつ軸索状器官が、脊椎動物やナメクジウオの脊索と相同であることを示した。これによって、脊椎動物、ナメクジウオを含む頭索動物、およびホヤを含む尾索動物、が単系統群であることが広く受け入れられるようになった。
その後は、脊椎動物を「脊椎動物門」として扱い、頭索動物と尾索動物をまとめて「原索動物門」(Protochordata) として扱われることもあった。しかし、尾索動物と頭索動物とは「脊椎動物に近い」という便宜的な理由から同門として扱われていた側面があり、それらの系統間の類縁関係はそれほど近くはなく、むしろ頭索動物と脊椎動物との間の方が近いと考えられるようになったため、これらすべてを脊索動物としてまとめて扱う分類が主流になっている。一方で近年の分子進化的な解析では尾索動物と脊椎動物が姉妹群、頭索動物はそれらの祖先的な系統関係となることが示されている。
古虫動物というカンブリア紀に生息した動物群は、かつては現生動物門との類縁関係が議論的であり、独立の門(古虫動物門)とされていた。後に脊索が発見され、脊索動物の分類群(古虫動物亜門)として認められるように至った。