软体动物（Mollusca）可分为9个大纲，另有一纲的分类未明确，可能纳入软体动物门内，下表中带†号的是化石类群。
单板纲（Monoplacophora）
*罩螺目（Tryblidioidea）
*古祐目（Archinacelloidea）†
*弓壳目（Cyrtonellida）
无板纲（Aplacophora）
*毛皮贝目（Caudofoveata）
*新月贝目（Solenogastres）
多板纲（Polyplacophora）
*古石鱉亞綱（Paleoloricata）†
**目（Chelodida）
**目（Septemchitonida）
*石鱉亞綱（Loricata）/ 新石鱉亞綱（Neoloricata）
**鱗側石鱉目（Lepidopleurida）
**石鱉目（Chitonida）
***石鱉亞目（Chitonina）
***毛膚石鱉亞目（Acanthochitonida）
掘足纲（Scaphopoda）
*角贝目（Dentaliida）
*管角贝目（Gadilida）
双壳纲（Bivalvia）
*古列齿亚纲（Palaeotaxodonta）
**湾锦蛤目（Nuculoida）
*隐齿亚纲（Cryptodonta）
**蛏螂目（Solemyoida）
*翼形亚纲（Pteriomorphia）
**蚶目（Arcoida）
**贻贝目（Mytiloida）
**珍珠贝目（Pterioida）
*古异齿亚纲（Palaeoheterodonta）
**三角蛤目（Trigonioida）
**河蚌目（Unionoida）
*异齿亚纲（Heterodonta）
**帘蛤目（Veneroida）
**海螂目（Myoida）
*异韧带亚纲（Anomalodesmata）
**笋螂目（Pholadomyoida）
喙壳纲（Rostroconchia）†
*利培壳目（Ribeirioida）
**利培壳科（Ribeiriidae）
**敏蜂壳科（Technophoridae）
*强壮壳目（Ischyrinioida）
**强壮壳科（Ischyriniidae）
*锥鸟壳目（Conocardioida）
**始翼壳超科（Eopteriacea）
***始翼壳科（Eopteriidae）
**锥鸟壳超科（Conocardiacea）
***锥鸟壳科（Conocardiidae）
***勃氏壳科（Bransoniidae）
***马心壳科（Hippocardiidae）
腹足纲（Gastropoda）
舊分類系統
*前鳃亚纲（Prosobranchia）
**古腹足目（Archaeogastropoda）
**中腹足目（Mesogastropoda）
**新腹足目（Neogastropoda）
*后鳃亚纲（Opithobranchia）
**翼足目（Pteropoda）
**囊舌目（Sacoglossa）
**无腔目（）
*肺螺亚纲（Pulmonata）
**基眼目（Basommatophora）
**柄眼目（Stylommatophora）
新分類系統
*前鰓類（Prosobranchia）
**珍珠蜑螺超目（Neritopsina）
**新進腹足超目（Caenogastropoda）
***吸螺目（Sorbeoconcha）
***主扭舌目（Architaenioglossa）
*有肺類（Pulmonata）
**縮眼目（Systellommatophora）
**基眼目（Basommatophora）
**真肺目（Eupulmonata）
头足纲（Cephalopoda）
*鹦鹉螺亚纲（Nautiloidea）
**鹦鹉螺目（Nautiloidea）
**短棒角石目（Plectronocerida）†
**愛麗斯木角石目（Ellesmerocerida）†
**內角石目（Endocerida）†
**珠角石目（Actinocerida）†
**觸環角石目（Tarphycerida）†
**箭鉤角石目（Oncocerida）†
**桿石目（Bactritida）†
*直角石亚纲 (Orthoceratoidea) †
**袋角石目（Ascocerida）†
**直角石目（Orthocerida）†
**叠盘角石目（Discosorida）†
**假直角石目（Pseudorthocerida）†
**喇叭角石目（Lituitida）†
*菊石亚纲（Ammonoidea）†
**拟古菊石目（Agoniatitida）
**海神石目（Clymeniida）
**棱菊石目（Goniatitida）
**前碟菊石目（Prolecanitida）
**齒菊石目（Ceratitida）
**菊石目（Ammonitida）
*鞘亚纲（Coleoidea）
**箭石下綱（Belemnoidea）†
***血箭石目（Hematitida）
***沟箭石目（Aulacocerida）
***閉箭石目（Phragmoteuthida）
***箭石目（Belemnitida）
***双箭石目（Diplobelida）
**新蛸下綱（Neocoleoidea）
*** 十腕總目 Decapodiformes
****目（Boletzkyida）?†
****乌贼目（Sepioidea）
****耳烏賊目（Sepiolida）
****旋烏賊目（Spirulida）
****枪形目（Teuthoidea）
*****开眼亚目（Oegopsida）
*****闭眼亚目（Myopsida）
***八腕總目（Octopodiformes）
****八腕目（Octopoda）
*****有鬚亞目（Cirrata）
*****無鬚亞目（Incirrata）
****幽灵蛸目（Vampyromorpha）
*****亞目（Kelaenina）?†
*****原枪形亞目（Prototeuthina）†
*****中魷亞目（Mesoteuthina）†
*****幽靈蛸亞目（Vampyromorphina）
****口噬目（Trachyteuthis）†
太陽女神螺纲（Helcionelloida）†
*古鰓亞綱（Archaeobranchia）
**太陽女神螺形目（Helcionelliformes）
**目（Pelagiellifomes）
*亞綱（Divasibranchia）
**目（Khairkhaniifomes）
*右鰓亞綱（Dextrobranchia）
**目（Onychochiliformes）
竹节石纲（Tentaculita）†
*竹节石目（Tentaculitida）
*等环节石目（Homoctenida）
*珠胚节石目（Dacryoconarida）
可能纳入软体动物门，分类未明确。
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