Les moisissures appartiennent au royaume des champignons. Ce royaume fait partie du système de classification des cinq royaumes introduit par R.H. Whittaker en 1959 qui accordait aux champignons un statut égal à celui des plantes et des animaux. Les moisissures, ainsi que d'autres champignons, sont des organismes eucaryotes qui sont considérés comme distincts des plantes et des animaux.
En plus d'appartenir au royaume des champignons, les moisissures peuvent être placées dans plusieurs phylums de champignons, dont les Zygomycota, Ascomycota, Oomycota, Basidiomycota et Chytridiomycota. Zygomycota contient une moisissure trouvée sur le pain connue sous le nom de Rhizopus stolonifera. Les moisissures noires se trouvent dans le phylum Ascomycota. Oomyota contient des moisissures aquatiques saprophytes et de la moisissure bleue du tabac.