Hải âu petrel Zino là loài chim biển ôn đới và nhiệt đới thuộc chi Pterodroma. Sự phân loại của chúng được coi là cực kỳ phức tạp và do đó luôn thay đổi.[2] Quần thể sinh sản trên đảo Macaronesia thuộc Madeira, Bugio thuộc Quần đảo Desertas và Quần đảo Cape Verde - từ lâu đã được coi là phân loài của hải âu petrel lông mềm Nam bán cầu, P. mollis. Tuy nhiên, phân tích DNA ty thể cùng với sự khác biệt về kích thước, tiếng kêu và tập tính sinh sản cho thấy các loài chim phía Bắc không có hề quan hệ họ hàng với P. mollis,[3] petrel Bermuda hay Cahow có thể là họ hàng gần nhất của loài chim sống tại Macaronesia này.[2] Nhà điểu học George Sangster đã đề nghị tách hải âu petrel Zino trên Madeira với hải âu petrel Fea trên Desertas và Cape Verde thành loài riêng biệt,[3] đã được Hiệp hội các Ủy ban Động vật Quý hiếm Châu Âu (AERC) phê duyệt.[4]

Nunn và Zino ước tính rằng hai loài đặc hữu Macaronesia đã phân ly vào cuối kỷ Pleistoce sớm, cách đây 850.000 năm.[3] Một phân tích về chấy lông được lấy từ petrel Fea, Pterodroma feae Desti trên Đảo Bugio, và từ petrel Zino trên Madeira cho thấy có sự khác biệt rõ rệt về loại ký sinh trùng của chúng, gợi ý rằng hai loài này đã tách nhau từ rất sớm vì chấy thường chỉ có thể ký sinh qua tiếp xúc vật lý trong tổ. Loài chấy trên petrel Zino gần giống với petrel Bermuda, trong khi chấy trên petrel Fea lại giống với loài Pterodroma ở Caribe và Thái Bình Dương.[5] Sự cách ly giao phối khiến chúng phát triển và tiến hóa riêng biệt thành hai loài, nhưng các bằng chứng di truyền cho thấy ba loài Macaronesia này là họ hàng gần gũi của nhau.[6][7]

Petrel Zino sinh sản trên vùng núi cao trung tâm Madeira, lần đầu tiên được mô tả năm 1903 bởi nhà tự nhiên học và linh mục người Đức Ernst Johann Schmitz, khi đó ông không nhận ra rằng chúng khác với petrel Fea mà ông đã thấy ở Deserti. Loài được nhà điểu học người Úc Gregory Mathews mô tả chính thức là loài petrel lông mềm vào năm 1934.[8] Sau khi loài chim đảo Madeira được công nhận là một loài riêng biệt, chúng được đặt theo tên của nhà điểu học người Anh, Paul Alexander Zino, người có công trong việc bảo tồn chúng trong nửa cuối thế kỷ 20. Tên chi Pterodroma có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp πτερον, pteron, "chiếc cánh", và δρομος, dromos, "chạy", đề cập đến đặc điểm điều khiển tốc độ bay thất thường của loài.[9] Madeira là tên hòn đảo nơi chúng sinh ra. Freira trong tiếng Bồ Đào Nha có nghĩa là "nữ tu"; những cư dân vùng Curral das Freiras ("Thung lũng của các nữ tu") gần nơi sinh sản cho rằng: tiếng kêu về đêm của chúng trong mùa ghép đôi chính là tiếng gọi những linh hồn đau khổ của các nữ tu. Họ đã trú ẩn trong thung lũng để tránh khỏi các cuộc tấn công vào hòn đảo của cướp biển Pháp vào năm 1566 kéo dài trong 15 ngày.[10][11]

Hóa thạch petrel Pterodroma có niên đại từ 60.000 đến 25.000 năm BP, được tìm thấy tại hai hang động ở Gibraltar. Hóa thạch có hai dạng, một có kích thước tương tự như Zino hiện đại và một dạng lớn hơn, ít phổ biến hơn. Không chắc liệu chúng đại diện cho một dạng sinh sản tại một nơi khác trước đây hay là xác các loài chim trôi dạt vào đất liền do bão biển. Dù vậy, những hóa thạch này vẫn gợi ý rằng, Pterodroma madeira đã từng có vùng phân bố rộng hơn trong quá khứ. [12]