Cette page a pour objet de présenter un arbre phylogénétique des Gnathostomata (Gnathostomes, ou Vertébrés à mâchoires), c'est-à-dire un cladogramme mettant en lumière les relations de parenté existant entre leurs différents groupes (ou taxa). Les points qui font l'objet de débats au sein de la communauté scientifique sont brièvement présentés avant la bibliographie.
À la suite d'un taxon, sa période d'apparition, quand elle est connue, peut être indiquée suivant la légende suivante : (Plé) : Pléistocène ; (Pli) : Pliocène ; (Mio) : Miocène ; (Oli) : Oligocène ; (Éoc) : Éocène ; (Pal) : Paléocène ; (Cré) : Crétacé ; (Jur) : Jurassique ; (Tri) : Trias ; (Per) : Permien ; (Car) : Carbonifère ; (Dév) : Dévonien ; (Sil) : Silurien ; (Ord) : Ordovicien ; (Camb) : Cambrien. De plus, pour plus de précisions si possible, (-) : inférieur ; (~) : moyen ; (+) : supérieur.
Le symbole ▲ renvoie à la partie immédiatement supérieure de l'arbre phylogénétique du vivant. Le signe ► renvoie à la classification phylogénétique du groupe considéré.
▲ └─o Gnathostomata ├─o Placodermi (éteint) ► └─o ├─o Chondrichthyes ► └─o Teleostomi ├─o Acanthodii (éteint) └─o Osteichthyes ou Euteleostomi ├─o Actinopterygii ► └─o Sarcopterygii ├─o │ ├─o Onychodontiformes (éteint) │ └─o Coelacanthimorpha ou Actinistia └─o Rhipidistia ou Choanata ├─o Dipnomorpha │ ├─o Porolepiformes (éteint) │ └─o Dipnoiformes │ └─o Dipnoi ► └─o Tetrapodomorpha ├─o Rhizodontiformes (éteint) └─o Osteolepiformes (paraphylétique) └─o Stegocephalia (paraphylétique) └─o ├─o Temnospondyli (paraphylétique) ► │ └─o Lissamphibia ► └─o ├─o Embolomeri (éteint) └─o ├─o Seymouriamorpha (éteint) └─o ├─o Lepospondyli (éteint) ► └─o Cotylosauria ├─o Amniota ► └─o Diadectomorpha (éteint)
 Requin pèlerin (Cetorhinus maximus, Chondrichthyes, Cetorhinidae) |  Chirurgien (Ctenochaetus hawaiiensis, Osteichthyes, Actinopterygii, Acanthuridae), à Hawaii |  Dipneuste (Neoceratodus forsteri, Sarcopterygii, Dipnoi) |  Litoria infrafrenata (Amphibia, Hylidae) |
 Iguana iguana (Lepidosauria, Iguanidae) |  Pic noir (Dryocopus martius, Aves, Picidae) au nid |  Aix galericulata (Aves, Anatidae) |
 souris commune (Mus Musculus, Mammalia, Muridae) |  Lionne d'Afrique (Panthera leo, Mammalia, Felidae) |
La phylogénie des groupes actuels de Vertébrés à mâchoires fait l'objet d'un quasi consensus : caractère paraphylétique des Poissons et des Reptiles, monophylie et parenté des groupes actuels : Chondrichthyens, Actinoptérygiens, Sarcoptérygiens et, au sein de ces derniers, Tétrapodes, Lissamphibiens, Amniotes, Tortues, Lépidosauriens, Archosauriens, Oiseaux au sein de ces derniers, Mammifères. Les Crossoptérygiens ont éclaté, révélant la plus proche parenté des Tétrapodes avec les Dipneustes plutôt qu'avec les Cœlacanthes.
C'est la place des groupes fossiles qui pose encore très largement question. Ainsi en est-il
Sur ces deux derniers points, on a suivi l'opinion encore récemment défendue par Marcello Ruta, contre celle représentée par Michel Laurin, ci-dessous résumée.