Los artrópodos son los más grandes de todos los filos animales, con más de un millón de especies descritas, estimadas entre 6 y 7 millones en total. Los artrópodos, cuyo nombre significa «pies articulados», se caracterizan por un exoesqueleto duro, cuerpos segmentados y un sistema circulatorio abierto. El grupo incluye insectos, crustáceos, miriápodos (milpiés y ciempiés), quelicerados (arácnidos y cangrejos de herradura) y varios grupos extintos, incluidos los trilobites. La filogenia de artrópodos es un tema científico sin resolver, y las opiniones continúan cambiando a medida que llega nueva información.
Los artrópodos se consideran casi universalmente monofiléticos, lo que significa que descienden de un ancestro común en lugar de surgir varias veces. Esto contrasta con la visión predominante durante la década de 1970. Un estudio de artrópodos de 2001 coloca al grupo junto a los tardígrados, un fila de animales acuáticos microscópicos. Ambos, a su vez, están relacionados con los gusanos de terciopelo, un grupo de gusanos terrestres sofisticados con un registro fósil que se remonta al Cámbrico o antes (hace unos 545 millones de años). Los artrópodos existieron en el Cámbrico temprano, hace unos 530 millones de años, pero es un tema de debate si existieron antes de esto. Las cutículas duras, como las universales entre los artrópodos, solo aparecen en el registro fósil hace unos 545 millones de años.
Actualmente existen dos teorías principales sobre la ubicación de los artrópodos dentro del Árbol de la Vida. Uno coloca a los artrópodos junto a los anélidos (gusanos segmentados), sobre la base de su segmentación compartida. Un análisis más reciente coloca a los artrópodos junto a los nematodos y varios filos pequeños, como los gusanos del pene, sobre la base de la característica común de la muda. Este grupo se llama «Ecdysozoa» después de «ecdisis», que significa muda. La muda significa que el animal crece al deshacerse de su exoesqueleto y luego se hace más grande hasta que se endurece un nuevo exoesqueleto.
Nuestra comprensión de la relación entre los grupos de artrópodos se encuentra actualmente en un estado de cambio. Un esquema de clasificación de los años 70 colocó artrópodos en mandibulados, incluidos miriápodos, crustáceos y hexápodos (insectos), siendo los hexápodos y miriápodos un clado común, Atelocerata, y el resto de artrópodos en Chelicerata. Este esquema de clasificación ha sido rechazado progresivamente a medida que los estudios más recientes señalan que los hexápodos en realidad están anidados dentro de los crustáceos (es decir, los primeros artrópodos terrestres evolucionaron a partir de crustáceos, no de miriápodos), y que los miriápodos y quelíceros en realidad son un grupo hermano llamado Myriochelata. Esto se llama hipótesis de Pancrustacea. Estas clasificaciones seguramente se perfeccionarán a medida que ingresen más datos moleculares y fósiles.