Phân loại bộ Atheriniformes vẫn chưa chắc chắn, với chứng cứ tốt nhất cho tính đơn ngành trong các đặc trưng ấu trùng được đề cập dưới đây[2]. Các họ hàng gần nhất của chúng được coi là bộ Cyprinodontiformes.[1]

Theo Nelson (2006) thì họ Melanotaeniidae bao gồm các phân họ Bedotiinae, Melanotaeniinae, Pseudomugilinae, Telmatherininae để thể hiện tính đơn ngành của chúng[2]. Tuy nhiên, trong nghiên cứu năm 2004, một biểu đồ phân loại khác đã phân loại các họ Bedotiidae, Melanotaeniidae, Pseudomugilidae (bao gồm cả các chi của phân họ Telmatherininae theo Nelson 2006) trong phân bộ Melanotaenioidei[3]. Vì thế, số lượng họ trong bộ Atheriniformes là không thống nhất giữa các tác giả.

Phân loại dưới đây lấy theo D. Campanella, L. C. Hughes, P. J. Unmack, D. D. Bloom, K. R. Piller & G. Orti (2015):[4]

Bộ Atheriniformes

• Phân bộ Atherinoidei
  • Họ Atherinidae (cá suốt)
  • Họ Atherionidae
  • Họ Bedotiidae
  • Họ Deltatherinidae
  • Họ Isonidae
  • Họ Melanotaeniidae (cá cầu vồng)
  • Họ Phallostethidae
  • Họ Pseudomugilidae
  • Họ Telmatherinidae
• Phân bộ Atherinopsoidei
  • Họ Atherinopsidae (cá suốt Tân thế giới), gộp cả Notocheiridae. Như thế họ này bao gồm 3 phân họ là Atherinopsinae, Notocheirinae và Menidiinae.