Os cinco grupos principais de vertebrados, conhecidos como classes, são: peixes, anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos. As espécies de vertebrados recebem grupos com base em características compartilhadas, como cobertura corporal, capacidade manter a temperatura constante e o número de câmaras no coração, entre outros. Alguns grupos de pássaros e mamíferos, chamados clados, são agrupados de acordo com uma ancestralidade compartilhada.
Os peixes são o maior e mais diverso grupo de vertebrados. Os peixes são os mais antigos da classe de vertebrados, respiram pelas guelras e vivem e põem ovos na água. Os peixes são ectotérmicos e variam sua temperatura corporal para corresponder ao ambiente circundante.
Os anfíbios também são ectotérmicos e, como os peixes, colocam seus ovos na água. Os anfíbios larvais têm guelras, mas os estágios adultos de quase todas as espécies respiram o ar pelos pulmões. Os anfíbios têm pele úmida e permeável que não pode secar.
Répteis são vertebrados ectotérmicos que respiram ar e se reproduzem em terra. Sua pele é geralmente escamosa, e diferentes grupos de répteis põem ovos resistentes à água ou dão à luz filhotes vivos.
Os mamíferos são derivados de répteis sinapsídeos ancestrais. Eles mantêm uma temperatura corporal elevada, geralmente dão à luz filhotes vivos e geralmente são cobertos de pelos. Os pássaros descendem de uma linha diferente de répteis, botam ovos e são cobertos de penas. Os pássaros também são capazes de manter uma temperatura constante.
