Tiếng Tamil thuộc nhánh Nam của ngữ hệ Dravida, một nhóm gồm khoảng 26 ngôn ngữ bản địa tiểu lục địa Ấn Độ.[30] Chính xác hơn, nó nằm trong nhóm ngôn ngữ Tamil, mà ngoài chính tiếng Tamil, còn một số ngôn ngữ khác nữa[31] như tiếng Irula và tiếng Yerukula.

Ngôn ngữ lớn gần gũi nhất với tiếng Tamil là tiếng Malayalam; cả hai bắt đầu tách nhau ra vào khoảng thế kỷ IX.[32] Dù nhiều điểm khác biệt giữa tiếng Tamil và tiếng Malayalam cho thấy một sự phân tách từ thời tiền sử ở phương ngữ tây của tiếng Tamil cổ,[33] tiến trình hình thành như một ngôn ngữ riêng biệt của tiếng Malayalam chỉ hoàn thành vào thế kỷ XIII hay XIV.[34]