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裸鰓類的譜系學分類仍在研究中。一般來說，本支序的物種大致可以分為有角鰓類和無角鰓類兩大類，但若以物種的豐盛度來看，則以海牛類 (裸鰓類)及簑海牛類兩大分類最豐富。不同的文獻對這兩大分類所包含的物種有所出入。以下為最新的分類及過往歷史上曾經出現的主流分類。
概說
裸鰓目原是後鰓目的成員，其科學分類到現在仍在研究中，仍不時會有改動。從18S核醣體DNA的資料顯示，裸鰓類應該是一個單系群。傳統上，裸鰓類的分類如下：
- 花鰓類 Anthobranchia
** 海牛總科 Doridoidea：又名隱鰓類
** Doridoxoidea
** Onchidoridoidea
** 多角總科 Polyceroidea
- 枝鰓類 Cladobranchia
** 蓑海牛總科 Aeolidioidea
** 片鰓海蛞蝓總科 Arminoidea
** 枝背海牛總科 Dendronotoidea
** 後片鰓海蛞蝓總科 Metarminoidea
另一項2001年的研究卻發現裸鰓類應該分為兩個主要分支：
- Anthobranchia（只包括Bathydoridoidea及海牛總科 ）
- Dexiarchia nom. nov.（Doridoxoidea、Dendronotoidea、Aeolidoidea及Arminoidea）
2005年分類
裸鰓類是異鰓類內物種分類最複雜的：單單是總科以上的就有六個支序。根據2005年的《布歇特和洛克羅伊的腹足類分類》，裸鰓類裸鰓類亞支序（Nudibranchia）大致可以分為下列三個部份：
- 有角鰓類支序（Euctinidiacea）
- 無角鰓類支序（Dexiarchia）
- 總科地位未定
**Family Rhodopidae
總科與科
- 枝背海牛總科 Dendronotina
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參看
*腹足綱的譜系學分類
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