La klasifiko de arkeoj, kaj de prokariotoj ĝenerale, estas rapide moviĝanta kaj kontestata kampo. Nuntempaj klasifikaj sistemoj celas organizi arkeojn en grupojn de organismoj, kiuj dividas strukturajn ecojn kaj komunajn praulojn. Tiuj klasifikoj dependas peze de la uzo de la sekvenco de ribosomaj RNA-genoj por malkaŝi rilatojn inter organismoj (molekula filogenetiko). La plej multaj kultureblaj kaj bone esploritaj specioj de arkeoj estas membroj de du ĉefaj filumoj, la Euryarchaeota kaj Crenarchaeota. Aliaj grupoj estis provizore kreitaj. Ekzemple, la speciala specio Nanoarchaeum equitans, kiu estis malkovrita en 2003, ricevis sian propran filumon, la Nanoarchaeota. Novaj klasifikaj sistemoj ankaŭ estis proponitaj.
Euryarchaeota kaj Crenarchaeota