Alors que la classe des céphalopodes apparait au Cambrien moyen, les Ammonoidea n'apparaissent qu'à la fin du Silurien voire au début du Dévonien. Elles sont issues d'organismes appartenant à l'ordre des Bactritida. Le groupe des Ammonites est un groupe monophylétique bien que l'on ne connaisse pas encore leur ancêtre commun. Deux apomorphies permettent de les distinguer des autres céphalopodes : une ligne de suture plissée et un siphon ventral sauf chez le Clyménies où le siphon est dorsale. Ainsi et malgré leurs similitudes externes, les nautiles ne sont pas directement apparentés aux ammonites. L'enroulement de la coquille chez le nautile apparait donc soit comme une convergence évolutive et donc comme un caractère plésiomorphe.
Les plus proches parents des ammonites sont sans doute les sous-Coleoidea actuels (poulpes, calmars et seiches) ainsi que les bélemnites du Mésozoïque qui forment eux aussi un groupe monophylétique. Les premiers stades du développement des Ammonoïdes et des Coléoïdes sont très similaires, d'où l'hypothèse qu'ils avaient des modes de vie peut-être comparables (type de reproduction, alimentation, nage, comportement). L'étude des ammonites passe donc par une étude des Coléoïdes et non du nautile.
le groupe des Ammonites se caractérise par une très grande diversité de coquille au point qu'il est parfois difficile de déterminer si tel individu correspond à un ensemble ou s'il ne représente qu'une variation d'un groupe. Ainsi deux modèle de classement se sont développés sans être exclusif aux seuls ammonites. La première démarche consiste à créer une nouvelle espèce pour chaque modification morphologique (démarche typologique). Cependant, et au vu de la grande diversité de coquille, elle conduit à créer une très grande quantité d'espèce caractérisée par une faible variabilité spécifique. Au contraire, on peut considérer que l'espèce se caractérise par un ensemble de critères morphologiques supportant une grande tolérance de variabilité (démarche biologique). Cette méthode réduit le catalogue d'espèce mais au risque de rassembler en son sein plusieurs individus appartenant à des espèces distincts.
La diversité des ornementations participe à la richesse de la grande famille des Ammonites. Toutefois certains caractères présentent fréquemment une corrélation. Ainsi le développement d'ornementation se rencontre uniquement sur les individus à coquilles épaisses. Si deux individus présentent le même caractère mais dans des intensités différentes, il suffit de trouver les variations entre les deux individus pour confirmer qu'ils appartiennent à la même espèce. Toutefois il est possible que certains groupes présentent des similitudes de caractères (homéomorphie) qui peuvent résulter de convergence évolutives. Enfin il est fréquent de retrouver ensemble des individus de taille différentes qui partagent les mêmes stades ontogénétiques juvéniles. Cette différence est interprétée comme un dimorphisme sexuel, les formes les plus petites, dénommées microconques, semblent correspondre aux mâles tandis que les formes plus grandes (macroconques) correspondraient aux femelles.
En marges des différentes ornementations que l'on peut rencontrer sur les coquilles des ammonites. Les lignes de suture constitue le principal élément de systématique. Elles sont représentés sous forme d'une courbe orientée horizontalement (l'ouverture étant orienté vers le haut) et illustrant le dessin de la ligne de suture du dernier tour. Elle débute à gauche par la face ventrale (sommet de la coquille) au niveau du plan de symétrie bilatérale puis descend jusqu'à la jonction avec le tour précédent. Enfin le dessin se termine entre les deux tours pour illustrer la morphologie de la ligne de suture de la partie inférieur du tour (en contact avec le tour précédent). Cette dernière partie n'est toutefois pas toujours visible car elle oblige à démonter la coquille.