Rắn mamba đen được phân loại dưới chi Dendroaspis thuộc họ Elapidae và loài D. polylepis. Mamba đen được mô tả lần đầu tiên vào năm 1864 bởi Albert Günther, một nhà động vật học, ngư học, và bò sát học người Anh gốc Đức.[2][3] Năm 1873, Wilhelm Peters mô tả 2 phân loài: D.polylepis polylepis và D.polylepis antinorii.[3] Song, mô tả đó không được giữ lại lâu hơn để phân biệt.[2] Năm 1896, Boulenger kết hợp loài này với rắn mamba lục miền đông (Dendroaspis angusticeps) thành 1 loài (Dendroaspis polylepis) duy nhất và chúng được xem xét như một loài duy nhất từ năm 1896[4] đến năm 1946, khi FitzSimons chia chúng thành những loài riêng biệt một lần nữa.[5][6]

Danh pháp chi, Dendroaspis, có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp cổ đại Dendro, nghĩa là "cây",[7] và aspis hoặc "asp", được hiểu theo nghĩa "lá chắn",[8] nhưng cũng có hàm nghĩa "rắn hổ mang" hoặc chỉ đơn giản là "con rắn". Trong văn bản cổ, aspis hay asp thường được sử dụng nhằm nhắc đến rắn hổ mang Ai Cập (Naja haje), ám chỉ phần mang giống như lá chắn.[9] Như vậy, "Dendroaspis" theo nghĩa đen là rắn trên cây, đề cập đến bản chất sống trên cây của hầu hết các loài trong chi. Danh pháp loài polylepis có nguồn gốc từ chữ poly trong tiếng Hy Lạp cổ đại nghĩa là "nhiều" hoặc "bội số" và lepis nghĩa là "vảy", cho nghĩa đen là "nhiều vảy".[10] Có khả năng nhất nói đến kích thước và số lượng vảy cao ở loài này so sánh với loài khác cùng chi.