脊索动物门分为3个亚门，即尾索动物亚门，头索动物亚门和脊椎动物亚门。其划分依据是：
尾索动物亚门：其脊索和背神经管仅存在于幼体的尾部，成体退化或消失。体表被有被囊。发育中有逆行变态。
头索动物亚门：终生具有脊索动物的3大主要特征，即脊索、背神经管和咽鳃裂。
脊椎动物亚门：脊索仅在胚胎发育阶段出现，随后部分或全部被脊柱所取代。
各亚门所包括的纲分别是：
尾索动物亚门包括3个纲，即尾海鞘纲，海鞘纲和樽海鞘纲。
头索动物亚门仅有一个纲，即头索纲。
脊椎动物亚门包括6个纲，它们分别是圆口纲、鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲。