Traditionnellement les espèces de Procellariidae sont incluses dans l'ordre des Procellariiformes. Dans la taxinomie Sibley-Ahlquist (1990, 1993), fondée sur les techniques d'hybridation de l'ADN, cette famille est classée dans celle plus vaste des Ciconiiformes et elle inclut, ou pas selon les auteurs, les autres familles des Procellariiformes réduites alors au rang de sous-familles.
Cette famille comporte classiquement les espèces du nom de fulmars, pétrels, prions, damier ou puffins, et dans la classification de Sibley-Ahlquist, elle peut y inclure ou pas, les Albatros, des Puffinures ou des Océanites.
De nos jours, les Procellariidae ont retrouvé leur placement traditionnel.