Theo truyền thống, lớp Cá vây tia (Actinopterygii) đã từng được chia làm các phân lớp Chondrostei và Neopterygii. Neopterygii lại chia thành hai phân thứ lớp/cận lớp Holostei và Teleostei. Một số bằng chứng hình thái học cho thấy Neopterygii dường như là cận ngành, nhưng các phân tích phát sinh chủng loài gần đây cho thấy nó là đơn ngành.[2][3] Holostei hiện nay bị giới hạn trong phạm vi chỉ là những dạng gần với Chondrostei còn tồn tại hơn là các nhóm khác. Gần như tất cả các loài cá còn tồn tại ngày nay đều là cá xương thật sự (Teleostei).

Danh sách các nhóm khác nhau được đưa ra dưới đây, giảm dần theo trật tự của các bộ, được sắp xếp theo trật tự mà người ta tin là thể hiện đúng trật tự tiến hóa theo mức siêu bộ. Danh sách này lập theo FishBase [4] với các ghi chú khi có khác biệt với Nelson[5] và ITIS[6].

• Phân lớp Chondrostei
  • Bộ Polypteriformes[7]: bao gồm các loài cá nhiều vây.
  • Bộ Acipenseriformes: bao gồm cá tầm và cá tầm thìa.
  • Bộ Cheirolepidiformes(†)
  • Bộ Guildayichthyiformes(†)
  • Bộ Luganoiiformes(†)
  • Bộ Palaeonisciformes(†)
  • Bộ Perleidiformes(†)
  • Bộ Phanerorhynchiformes(†)
  • Bộ Pholidopleuriformes(†)
  • Bộ Ptycholepiformes(†)
  • Bộ Saurichthyiformes(†)
  • Bộ Tarrasiiformes(†)
• Phân lớp Neopterygii
  • • Bộ Pachycormiformes (†)
  • Cận lớp Holostei
    • Bộ Lepisosteiformes: cá láng, cá nhái sông hay cá sấu hỏa tiễn
    • Bộ Amiiformes: cá vây cung
  • Cận lớp Teleostei
    • Siêu bộ Elopomorpha
      • Bộ Elopiformes: bao gồm cá cháo biển (cá măng biển) và cá cháo lớn
      • Bộ Albuliformes: cá mòi đường
      • Bộ Notacanthiformes: bao gồm cá thằn lằn biển và cá chình gai
      • Bộ Anguilliformes: bao gồm cá chình thực thụ
      • Bộ Saccopharyngiformes:
    • Siêu bộ Osteoglossomorpha
      • Bộ Osteoglossiformes: cá thát lát, cá rồng, cá mơn
      • Bộ Hiodontiformes: bao gồm cá mắt trăng và cá mắt vàng
    • Siêu bộ Clupeomorpha
      • Bộ Clupeiformes: bao gồm cá trích và cá cơm
    • Siêu bộ Ostariophysi
      • Bộ Gonorynchiformes: bao gồm cá măng sữa, cá hồi mũi khoằm
      • Bộ Cypriniformes: bao gồm cá anh vũ, cá chép, cá chày đất, cá vàng, cá tuế, cá duồng xanh v.v
      • Bộ Characiformes: bao gồm cá chép mỡ, cá chim trắng nước ngọt, cá hổ (piranha).
      • Bộ Gymnotiformes: bao gồm cá chình điện và cá dao
      • Bộ Siluriformes: bao gồm cá nheo, cá trê, cá ba sa, cá tra
    • Siêu bộ Protacanthopterygii
      • Bộ Argentiniformes
      • Bộ Salmoniformes: bao gồm các loài cá hồi
      • Bộ Esociformes: cá chó (cá măng)
      • Bộ Osmeriformes: cá ốt me
    • Siêu bộ Stenopterygii
      • Bộ Ateleopodiformes
      • Bộ Stomiiformes: bao gồm cá miệng cứng, cá rồng râu và cá rìu biển
    • Siêu bộ Cyclosquamata
      • Bộ Aulopiformes: bao gồm cá răng kiếm, cá thằn lằn và cá lưỡi trích
    • Siêu bộ Scopelomorpha
      • Bộ Myctophiformes: bao gồm cá đèn (cá mũi rắn)
    • Siêu bộ Lampridiomorpha
      • Bộ Lampriformes: bao gồm cá cờ mặt trăng
    • Siêu bộ Polymyxiomorpha
      • Bộ Polymixiiformes: cá râu
    • Siêu bộ Paracanthopterygii
      • Bộ Percopsiformes: bao gồm cá hang động và cá hồi-pecca
      • Bộ Batrachoidiformes: cá cóc
      • Bộ Lophiiformes: bao gồm cá vảy chân
      • Bộ Gadiformes: bao gồm cá tuyết
      • Bộ Ophidiiformes: bao gồm cá chồn, cá ngọc trai
    • Siêu bộ Acanthopterygii
      • Bộ Mugiliformes: bao gồm cá đối
      • Bộ Atheriniformes: bao gồm cá suốt và cá cầu vồng
      • Bộ Beloniformes: bao gồm cá nhái, cá chuồn, cá kìm
      • Bộ Cetomimiformes: cá dạng cá voi
      • Bộ Cyprinodontiformes: bao gồm cá sóc
      • Bộ Stephanoberyciformes
      • Bộ Beryciformes
      • Bộ Zeiformes: bao gồm các loài cá dây
      • Bộ Gobiesociformes:[8]
      • Bộ Gasterosteiformes: bao gồm các loài cá gai
      • Bộ Syngnathiformes: bao gồm cá chìa vôi và cá ngựa[9]
      • Bộ Synbranchiformes: bao gồm các loài lươn, chạch.
      • Bộ Tetraodontiformes: bao gồm các loài cá nóc, cá đầu v.v
      • Bộ Pleuronectiformes: cá bơn
      • Bộ Scorpaeniformes: bao gồm các loài cá mù làn
      • Bộ Perciformes: 40% tất cả các loài cá, bao gồm cá rô, cá vược, cá thu, cá pecca v.v
• Incertae sedis
  • Bộ Peltopleuriformes(†)