Les Gavialoidea contiennent la famille des Gavialidae et plusieurs autres genres primitifs aujourd'hui éteints tels que Thoracosaurus et Eosuchus. Les Gavialidae sont divisés en deux sous-familles : les Gavialinae, qui comprennent l'actuel gavial, et les Gryposuchinae, qui comprennent plusieurs genres disparus tels que Gryposuchus et Aktiogavialis[1].
En plus de ces genres, de récentes études moléculaires suggèrent que le faux-gavial et d'autres genres appartenant à la sous-famille des Tomistominae peuvent appartenir à la super-famille des Gavialoidea. Comme son nom l'indique, le faux-gavial est traditionnellement considéré comme un parent lointain du gavial en dépit de son apparence similaire. Le faux-gavial et d'autres tomistominés sont traditionnellement classés dans la superfamille des Crocodyloidea car proches parents des crocodiles. Cette classification est confirmée par des preuves morphologiques, qui, associée à des analyses phylogénétiques, les place au sein du groupe Crocodyloidea[2].
On trouvera ci-dessous un cladogramme de Vélez-Juarbe (2007) montrant les relations phylogénétiques des membres des Gavialoidea, à l'exclusion des tomistominés[1].
