Tất cả các loài lưỡng cư hiện đại có trong phân lớp Lissamphibia, thường được coi là một nhánh, gồm một nhóm các loài đã tiến hóa từ một tổ tiên chung. Ba loài hiện đại là Anura (ếch và cóc), Caudata (hoặc Urodela, kỳ giông), và Gymnophiona (hoặc Apoda, các loài lưỡng cư không chân). Người ta cho rằng loài kỳ giông phát sinh một cách riêng biệt từ một tổ tiên giống Temnospondyli, và thậm chí là các loài lưỡng cư không chân là nhóm gần gũi của động vật lưỡng cư biến từ bò sát, và do đó thuộc họ các động vật có màng ối. Mặc dù các hóa thạch của một số ếch nhái cổ đại với các đặc tính nguyên thủy được biết đến, loài ếch nhái lâu đời nhất là Prosalirus bitis, từ thành hệ Kayenta kỷ Jura ở Arizona. Về mặt giải phẫu nó rất giống với loài ếch hiện đại. Loài lưỡng cư không chân lâu đời nhất được biết đến là một loài ở đầu kỷ Jura, Eocaecilia micropodia và cũng từ Arizona. Sa giông sớm nhất là Beiyanerpeton jianpingensis từ kỷ Jura ở đông bắc Trung Quốc.