脊索动物门是动物界最高等的门。动物背侧有一条脊索，分为三个亚门，其中尾索动物亚门和头索动物亚门可以合称为「原索动物」。它们共同特征包括:在生活史中的某个阶段具有脊索，中空的背神经管，咽鳃裂以及肛后尾。
少数学者提出将半索动物门也置于脊索动物门下，并命名为口索动物亚门。
脊索动物门 Chordata 可以分为三个亚门: 尾索动物亚门, 头索动物亚门 和 脊椎动物亚门。尾索动物幼虫期具有脊索和神经索，但在成体消失。头索动物终生保留脊索和神经索，但没有脊柱。在脊椎动物中, 脊索的作用由骨质脊柱代替。
通常说的脊椎动物学是指研究脊索动物的一个动物学分支，而非仅研究脊椎动物亚门。
现存的脊索动物之间的关系如下面的系统发生树所示。它和传统的分类类群没有很好的吻合, 所以对脊椎动物的分类还存在争论，尽管它们间的关系已经搞得很清楚了。
脊索动物门（Choradata）的主要类群如下：
原索动物（Protochordata）
尾索动物亚门（Urochordata）
头索动物亚门（Cephalochordata）
脊椎动物（vertebrates）
脊椎动物亚门（vertebrates）
圆口纲(Cyclostomata)
软骨鱼纲(Chondrichtyes)
硬骨鱼纲(Osteichthyes)
两栖纲(Amphibia)
爬行纲(Reptilia)
鸟纲(Aves)
哺乳纲(Mammalia)
脊索动物
尾索动物亚门（Urochordata）
头索动物亚门（Cephalochordata）：如文昌鱼
全头类（Craniata）
Myxini or Hyperotreti (盲鳗)
脊椎动物亚门（Vertebrata）
Cephalaspidomorphi (七鳃鳗)
Gnathostomata (有颌脊椎动物)
软骨鱼类（Chondrichthyes）
硬骨鱼类（Teleostomi ~ Osteichthyes）
辐鳍鱼类（Actinopterygii）
Sarcopterygii (肉鳍鱼类)
Actinistia (腔棘鱼类)
肺鱼类（Dipnoi）
Tetrapoda (四足脊椎动物)
两栖动物（Amphibia）
Amniotes (羊膜类)
Synapsida (合颞孔类)
哺乳类（Mammalia）
Anapsida (无颞孔类)
Testudines (龟鳖类)
Diapsida (双颞孔类)
Reptilia (现代爬行类)
Lepidosauria (有鳞类，如蜥蜴、蛇、巨蜥)
Archosauria (初龙类)
Crocodilia (鳄类)
Dinosauria (恐龙类)
鸟纲（Aves）
脊索动物的共同特征脊索动物都具有脊索（notochord）、背神经管（dorsal tubular nerve cord）和鳃裂（gill slits）这三大特征。
脊索是在动物背部，位于消化管和神经管之间的一条由中肧层产生的棒状结缔组织，坚韧而有弹性，在低等脊索动物中起支撑身体的作用，终生保留。所有脊索动物的胚胎时期都有脊索，但是在高等动物的成体脊索动物（脊椎动物亚门）中或部分保留，或退化并被脊柱（vertebral column）所取代。
背神经管是位于脊索背面的中空管状的中枢神经系统。在脊椎动物中背神经管分化为前端膨大的脑和脑后的脊髓（spinal cord）。
鳃裂发生在咽部，即消化管前段两侧一系列成对的裂缝，称为鳃裂。鳃裂直接或间接与外界相通。低等脊索动物中的鳃裂为呼吸器官，后在进化中消失或演变为其他结构。尾索动物亚门的圆口纲、鱼类的鳃裂终生存在，其他脊椎动物的鳃裂仅在胚胎期存在。
除上述的三大特征外，脊索动物门的其他共同特征还有尾在肛门之后、循环系统为闭管式、心脏位于身体腹面等次要特征。
动物界中大约有5%的动物属于脊索动物门，包括与人类关系密切的许多动物，如脊椎动物的鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。人类属于脊索动物门、脊椎动物亚门、哺乳纲、灵长目、人科、人属。
