Cinq genres vivants et au moins cinq genres fossiles constituent deux sous-familles. Les plus anciens fossiles date d'au moins 5 Ma. Les classifications plus anciennes, qui sont toujours utilisées, considérait ce groupe comme une sous-famille des cébidés, avec entre autres les sakis, les titi roux, les capucins, les saïmiris et les aotinae.
Des études morphologiques et génétiques ont toutefois montré que les singes capucins et les saïmiris sont plus étroitement apparentés aux callichitridés. Les autres singes du nouveau monde sont rangés soit dans une famille, les Atelidae, soit dans plusieurs familles distinctes : les atélidés (atelidae), avec les espèces ici traitées, et les sakis et leurs cousins (Aitheciidae), avec les autres espèces. On situe moins facilement les aotinés, mais il est possible que ce soit des proches parents des titis roux (callicebus), même si on les considère souvent comme une famille séparée.
- famille Atelidae
- sous-famille Alouattinae
- genre Alouatta
- genre Protopithecus
- genre Stirtonia (éteints)
- sous-famille Atelinae
- genre Ateles
- genre Brachyteles
- genre Caipora (éteints)
- genre Lagothrix
- genre Oreonax
Selon MSW:
- famille Atelidae
- sous-famille Alouattinae (placé sous Cebidae par ITIS)
- Alouatta
- sous-famille Atelinae (placé sous Cebidae par ITIS)
- Ateles
- Brachyteles
- Lagothrix
- Oreonax (son unique espèce Oreonax flavicauda est nommée Lagothrix flavicauda par ITIS)
Selon ITIS:
- famille Cebidae
- sous-famille Alouattinae Trouessart, 1897 (placé sous Atelidae par MSW)
- genre Alouatta Lacépède, 1799
- sous-famille Aotinae Poche, 1908 (non reconnu par MSW)
- genre Aotus Illiger, 1811 (placé directement sous Aotidae par MSW)
- sous-famille Atelinae Gray, 1825 (placé sous Atelidae par MSW)
- genre Ateles É. Geoffroy Saint-Hilaire, 1806
- genre Brachyteles Spix, 1823
- genre Lagothrix É. Geoffroy Saint-Hilaire, 1812
- sous-famille Cebinae Bonaparte, 1831
- genre Cebus Erxleben, 1777
- genre Saimiri Voigt, 1831 -- squirrel monkeys