המחלקה כוללת שתי תת-מחלקות. במיניה של תת-המחלקה דיונונאים (Coleoidea), קונכיית הרכיכה הפכה לפנימית, או שהיא נעדרת כליל; תת-מחלקה זו כוללת את ה
תמנונאים, הדיונונים, ודיונוני הרחף. תת-המחלקה האחרת היא נאוטילוסאים, ומיניה הם בעלי קונכייה; תת-מחלקה זו מכילה את הנאוטילוס.