Os nautiloides estão entre o grupo de animais conhecidos como cefalópodes. Os cefalópodes são uma classe avançada de moluscos. Os cefalópodes também incluem amonóides, Belém e os coleoides modernos como polvo e lula.
Tradicionalmente, a classificação mais comum dos cefalópodes tem sido uma divisão tripla em nautiloides, amonoides e coleoides. Este artigo é sobre os nautiloides nesse sentido amplo, às vezes chamados de Nautiloidea sensu lato.
Cladisticamente falando, os nautiloides são um grupo parafilético unido por características primitivas comuns (basais) não encontradas em cefalópodes derivados. Em outras palavras, eles são um grau evolutivo que se pensa ter dado origem tanto a amonoides quanto a coleoides. Eles são definidos pela exclusão de ambos os grupos descendentes. Tanto os amonoides quanto os coleoides provavelmente descendem de bactritids, que por sua vez surgiram de nautiloides ortocerídeos de casca reta.
Os amonóides (um grupo que inclui as amonites e os goniatites) são primos extintos dos nautiloides que evoluíram no início do Devoniano, há cerca de 400 milhões de anos.