Положение ланцетников всегда являлось спорным, так как у них наблюдаются признаки как позвоночных, так и беспозвоночных животных. В связи с этим ланцетники рассматривались как связующее звено между этими двумя группами животных. [26] А. О. Ковалевский, внёсший огромный вклад в изучение этих животных, доказал, что ланцетники принадлежат к типу хордовых и занимают промежуточное положение между оболочниками и позвоночными животными.
Расшифровка генома ланцетника, законченная в 2008 году, подтвердила близость ланцетников к общему предку позвоночных, а также позволила уточнить эволюционное дерево вторичноротых в целом. [27] Согласно данным последней работы, ланцетники являются более дальними родственниками позвоночных, чем оболочники.
Ранее рассматривались как представители монотипичного класса ланцетников (Amphioxi).[8] По другой, также устаревшей, классификации, ланцетников относили к классу головохордовых (Cephalochordata);[5] в настоящее время это подтип.