En raison de leur morphologie très spécialisée, les loricariidés ont été reconnus comme un assemblage monophylétique, même dans les premières classifications des Siluriformes. Cela signifie qu'ils constituent un groupement naturel dérivé d'un ancêtre commun et tous ses descendants. Les Loricariidés sont l'une des sept familles de la super-famille des Loricarioidea, avec les Amphiliidae, les Trichomycteridae, les Nematogenyidae, les Callichthyidae, les Scoloplacidae et les Astroblepidae. Certaines de ces familles présentent également une ventouse ou une armure, mais jamais les deux à la fois.
C'est la plus grande famille de poisson chat, elle comprend environ 684 espèces de près de 92 genres, avec de nouvelles espèces décrites chaque année. Cependant, la classification de cette famille est en révision permanente. Par exemple, la sous-famille Ancistrinae est acceptée aussi tard que dans l'édition 2006 de Nelson's poissons du monde, il devient par la suite regroupé comme une tribu en raison de sa reconnaissance en tant que groupe de la soeur Pterygoplichthyini. En vertu de Ambruster, six sous-familles sont reconnues: Delturinae, Hypoptopomatinae, Hypostominae, Lithogeneinae, Loricariinae et Neoplecostominae.
Le monophylétisme de la famille est fortement soutenu, à l'exception de l'inclusion du genre Lithogenes. En effet, celui-ci est le seul genre au sein de la sous-famille des Lithogeneinae. Ce genre et cette sous-famille, le groupe de base dans la plupart des Loricariidae, est la sœur du groupe pour le reste de la famille. Neoplecostominae est le groupe le plus basal parmi les loricariidae, à l'exception des Lithogeneinae. Toutefois, les genres de Neoplecostominae ne semblent pas constituer un assemblage monophylétique. Les deux sous-familles des Loricariinae et Hypoptopomatinae semblent être généralement considérées comme monophylétiques. Toutefois, le monophylétisme et la composition des autres sous-familles sont actuellement à l'étude et seront probablement considérablement modifiés à l'avenir. Les Hypostominae constituent la plus grande sous-famille des Loricariidae. Elle est composée de cinq groupes. Quatre de ces cinq groupes, Corymbophanini, Hypostomini, Pterygoplichthyini et Rhinelepini comprennent environ 24 genres. Le cinquième et le plus grand groupe, Ancistrini (anciennement reconnu comme sa propre sous-famille), comprend 30 genres.
Les fossiles de Loricariidae sont extrêmement rares. Ils remontent généralement à la partie supérieure du Miocène. Dans le cadre de la super-famille des Loricarioidea, la morphologie de la mâchoire est de plus en plus complexe, ce qui a permis à la grande diversification de Loricariidae, qui ont la mâchoire la plus avancée.
De nombreuses espèces de cette famille n'ayant pas encore été décrites scientifiquement, et n'ont donc pas de nomenclature binomiale valide, il est courant d'utiliser ce qu'il est convenu d'appeler des L-numbers, afin de désigner des potentielles espèces de manière claire, même si l'étude scientifique pourra montrer que deux L-numbers différents désignent une seule et même espèce.
Les membres de la famille des Loricariidés sont communément appelés ventouses, "lori", plécos ou simplement plecs (en anglais).
Ces noms sont pratiquement interchangeables lorsque l'on se réfère à un Loricariidé. Le nom "Plecostomus" et ses formes raccourcies sont devenues synonymes des Loricariidae en général, car Hypostomus plecostomus (anciennement appelé Plecostomus plecostomus) a été l'une des premières espèces importées pour l'aquariophilie occidentale. Cela peut causer une certaine confusion entre les amateurs et les professionnels.