Tetrapodlar, yaklaşık 365 milyon yıl önce sopterygian denilen lob-yüzgeçli balıklardan evrimleşmiş, monofizik (ortak bir atadan aşağıya inen) bir grup kara hayvanı grubudur. Tetrapodların, yabancı otlarla boğulmuş bataklıklardan yüzmeye adapte olmuş balıklardan aşamalı olarak geliştiği düşünülmektedir. Bu balıklar, sonunda tam teşekküllü bacaklara dönüşen bu bataklıklarda gezinmek için kullanıldığında kas alt kanatçıklarını geliştirdi. Bu erken formların bazıları, günümüzde pek çok tetrapod için ortak olan beş ya da daha az basamaktan farklı olarak çok sayıda basamağa sahipti.
Acanthostega türleri gibi bazal veya kök tetrapodlar adı verilen en erken tetrapodlar, günümüzde yaşayan tüm tetrapodların ortak atalarından daha ilkeldir ve bu nedenle ana tetrapod gruplarının hiçbirine girmez. Bu sınıflandırmada sadece birkaç düzine tür vardır ve bunların hepsi nesli tükenmiştir.
Bazal tetrapodların yanı sıra, üç ana tetrapod grubu vardır: amfibiler, sinapsitler ("kaynaşık kemer" anlamına gelir) memeliler, günümüzde yaşayan tek sinapslardır) ve sauropsitler ("kertenkele yüzü" anlamına gelir). Bu gruplar, amfibilerin olası istisnası dışında, hepsi monofiliktir; Bazı araştırmacılar semenderlerin, diğer tüm amfibilerin ortak atalarından daha ilkel bir amfibi olduklarından şüpheleniyorlar. Sinapsitler için bir başka isim "canavar yüz" anlamına gelen theropsid ve sauropsitler için bir diğer isim de "sürüngenler" dir.
Hem sinapsitler hem de saropidler amniyottur; yani fetal formlar, havayı solumak ve dünyayı bağımsız olarak dolaşmak için yeterince olgunlaşana kadar karmaşık bir dizi besin ve membran tarafından beslenir. Sinapslar için, bu bir rahim (plasental memeliler) veya bir kese (keseliler) içerir. Sauropsids yumurta bırakır. Sinapsidlerin ve sakuropidlerin, Karbonifer döneminde yaklaşık 320 milyon yıl önce, aynı zamanda amfibilerden evrimleştiği düşünülmektedir. Hylonomus , bu yazı itibariyle en erken onaylanmış sürüngen, Archaeothy ise en erken sinapsiddir . Her ikisi de küçük kertenkelelere benziyordu ve o zamanlar karasal ekosistemlere hâkim olan büyük amfibiler tarafından cüce tutuluyordu. Carboniferous'un bitimine yakın bir buz çağından sonra, büyük amfibilerin bazılarının ölmeye başladıkları ve boş nişleri doldurmak için sinapsidler ve sauropidlerin boyutlarının arttığı kadar olmadı.
