Tous les vrais poissons appartiennent au phylum Chordata. Les animaux de ce phylum possèdent une épine dorsale creuse, et à divers stades de développement, tous ont des rainures et des fentes dans la région de la gorge derrière la bouche et une queue qui s'étend au-delà de l'anus.
Le phylum a trois sous-phylums principaux : Tunicata, Cephalochordata et Vertebrata. Le troisième sous-embranchement comprend les infraphylums à mâchoires et sans mâchoires. Les poissons à mâchoires contiennent trois superclasses : les animaux à quatre membres appelés tétrapodes, les poissons cartilagineux tels que les requins et les poissons osseux qui constituent la majorité des espèces de poissons. D'autres espèces telles que les myxines, les lancettes et les lamproies existent en dehors de la superclasse des poissons osseux, mais elles ne sont pas considérées comme de vrais poissons.