Хребетні (Vertebrata) — найбільш високоорганізований підтип Хордових тварин. Як основа скелету замість хорди існує більш досконалий і міцний хребетний стовп, який виконує роль не тільки опорного стрижня тіла, але і футляра, що містить в собі спинний мозок. Нервова система хребетних значно більш диференційована, ніж у нижчих хордових. У всіх тварин цієї групи розвинений головний мозок, функціонування якого обумовлює вищу нервову діяльність — основу пристосувальної поведінки. З розвитком головного мозку і органів чуття пов'язано виникнення черепа, який служить надійним захистом для цих важливих органів. Активні переміщення забезпечують їм можливість зміни середовища залежно від змін умов існування і потреб на різних етапах їх життєвого циклу.
Головохордові (Cephalochordata) — найпримітивніші нижчі хордові тварини. Це нечисленна група морських тварин, що проводять малорухомий спосіб життя. Розміри тіла невеликі, за формою нагадують риб. Головний відділ не відособлений. Череп відсутній. Все тіло сегментоване, включаючи і деякі внутрішні органи (видільну систему і статеві залози), а також мускулатуру. Органи чуття примітивні (є чутливі клітини в шкірі і уздовж нервової трубки). Хорда і нервова трубка зберігаються протягом усього життя. Серця немає. Представником головохордових є ланцетник.
Покривники (Urochordata, syn. Tunicata) у дорослому стані ведуть прикріплений спосіб життя та не мають ознак, характерних для хордових: хорди та нервової трубки. Тіло мішкоподібної форми, оточено оболонкою. Більшість фільтрують мікроскопічну їжу з води за допомогою двох отворів (сифонів), один для всмоктування води і планктону, інший — для її виділення. Нервова система редукована до нервового ганглія з відростками. Вони не мають метанефридієвих органів, подібних до нирок, а целомічна порожнина тіла розвивається у перикардіальну порожнину і гонади. Примітною особливістю кровоносної системи є регулярна зміна напряму, в якому серце качає кров. Покривники починають життя з рухомих личинкових стадій, що нагадують пуголовка. Саме на цій стадії у них наявна хорда та нервова трубка. Личинки дуже швидко розвиваються в бочкоподібну нерухому дорослу форму.
Проміжне положення між хордовими і безхребетними займають напівхордові, яких виділяють в окремий тип тварин. Це двобічно-симетричні, целомічні вториннороті тварини. Характерна риса — розвиток нотохора — невеликого сліпого виросту, що підтримує основу хоботка. Спільна з хордовими риса — наявність парних метамерних зябрових щілин, якими кишківник сполучається з зовнішнім середовищем. Від хордових відрізняє будова тіла, що складається з трьох сегментів: хоботок, комірец і тулуб.
Існує дві життєві форми напівхордових. Кишководихаючі (Enteropneusta) мають видовжене червеподібне тіло довжиною до 2,5; ведуть поодинокий спосіб життя. Перистозяброві (Pterobranchia) — колоніальні організми, що ведуть прикріплений спосіб життя.
Голкошкірі (Echinodermata) — тип вторинноротих тварин. Як правило, вільноживучі тварини з радіальною, здебільшого п'ятипроменевою симетрією та елементами білатеральної симетрії. У підшкірному шарі Голкошкірих розвивається біомінеральний ендоскелет, який складається з вапняних платівок і часто утворює різноманітні зовнішні придатки. Унікальною для цих тварин є амбулакральна система, що бере участь в диханні, пересуванні та добуванні їжі. Кровоносна система слабко розвинена і являє собою систему порожнин в сполучної тканини (лакун), що не мають ендотеліальної вистилки. Нервова система примітивна, складається з трьох окремих частин, побудованих за радіальним планом: нервове кільце і радіальні нервові тяжі. Розвиток непрямий, планктонна личинка має двобічну симетрію.
Групи первинноротих та вторинноротих (до яких належать хордові) тварин розділилися в своєму еволюційному розвитку близько 558 млн років тому[5]. Вимерлі тварини роду Ernietta, що існували між 549 − 543 в Едіакарії, представляють найдавніших вторинноротих[6]. Викопні Голкошкірі були досить звичайними з початку Кембрію, близько 542 млн років тому[7]. Вимерлого Rhabdotubus johanssoni вважають вимерлим кембрійським представником перистодихаючих напівхордових[8]. Існують різні думки щодо систематичного положення Yunnanozoon lividum з раннього Кембрію — їх відносять до напівхордових або хордових[9][10]. Іншу викопну тварину Кембрію з Китаю — Haikouella — відносять до хордових, ймовірно, до хребетних. Вони мали серце, артерії, зяброві щілини, хвіст, потовщення нервового стовбуру в передній частині тіла, а також очі, хоча, можливо, це були короткі щупальця навколо роту. Haikouichthys та Myllokunmingia, також з кембрійської фауни Китаю (англ. Chengjiang fauna), відносять до риб.[11]
Зазвичай виділяють три підтипи хордових (іноді чотири). Вищим підтипом є хребетні, до яких належить близько 95 % всіх видів хордових. З нижчих хордових виділяють головохордових і покривників. Найбільш стародавній і найпримітивніший підтип, представники якого займають проміжне положення між безхребетними і хордовими тваринами, виділяють в окремий тип тварин — напівхордових (Hemichordata).
Круглороті, риби і земноводні відносяться до анамній, інші класи хребетних — до амніот.
Іноді класи Піросом (Pyrosomida), сальп (Salpae) безчерепних включають як ряди в клас Thaliacea. Також існує досить багато альтернативних класифікацій хребетних. Їх наявність пов'язана, зокрема, з тим, що багато груп хребетних, що традиційно виділяються, є парафілетичні. Наприклад, парафілетичні лопатепері (щоб ця група стала монофілетічной, до неї треба включити наземних хребетних) і рептилії (у них до позицій кладистичної систематики слід було б включити клас птахів).
Дуже часто використовується несистемна група безхребетних, яка включає два підтипи хордових (Головохордові і Покривники) і всі інші типи тварин. Її використання підкреслює домінуюче становище, яке займають хребетні у тваринному світі.
