Leddjur är den största av alla djurfylor, med över en miljon beskrivna arter, uppskattade till mellan 6 och 7 miljoner totalt. Leddjur, vars namn betyder ”fogade fötter”, kännetecknas av ett hårt exoskelett, segmenterade kroppar och ett öppet cirkulationssystem. Gruppen inkluderar insekter, kräftdjur, myriapoder (tusenfotingar och tusenfotingar), chelicerater (spindjur och hästskokrabbor) och flera utdöda grupper inklusive trilobiter. Leddjursfylogeni är ett oklart vetenskapligt ämne, och åsikterna fortsätter att förändras när ny information kommer in.
Leddjur anses nästan universellt monofyletiska, vilket betyder att de härstammar från en gemensam förfader snarare än att de uppstår flera gånger. Detta står i motsats till den rådande synen under 1970-talet. En studie från 2001 av leddjur placerar gruppen bredvid tardigraderna, en fila av mikroskopiska vattenlevande djur. Båda är i sin tur släkt med sammetsmaskarna, en grupp sofistikerade landlevande maskar med fossila rekord som sträcker sig tillbaka till Kambrium eller tidigare (~545 miljoner år sedan). Leddjur fanns i det tidiga kambrium, för cirka 530 miljoner år sedan, men det är en diskussion om huruvida de fanns före detta. Hårda nagelband, som de som är universella bland leddjur, förekommer bara i fossilregistret för cirka 545 miljoner år sedan.
Det finns för närvarande två primära teorier om placeringen av leddjur i Livets träd. Man sätter leddjur vid sidan av annelider (segmenterade maskar), på grundval av deras delade segmentering. En nyare analys placerar leddjur vid sidan av nematoder och flera små phyla såsom penismaskar, på grundval av det gemensamma kännetecknet för molting. Denna grupp kallas ”Ecdysozoa” efter ”ecdysis”, vilket betyder smältning. Moltning innebär att djuret växer genom att tappa sitt exoskelett och sedan växa sig större tills ett nytt exoskelett stelnar.
Vår förståelse av förhållandet mellan leddjursgrupper är för närvarande i ett tillstånd av förändring. Ett klassificeringsschema från 70-talet placerade leddjur i underkäken, inklusive myriapoder, kräftdjur och hexapoder (insekter), med hexapods och myriapods som en vanlig kladd, Atelocerata, och resten av leddjuren i Chelicerata. Detta klassificeringsschema har successivt förkastats eftersom nyare studier påpekar att hexapoder faktiskt är kapslade i kräftdjur (vilket betyder att de första landleddjuren utvecklades från kräftdjur, inte myriapoder), med myriapods och chelicerat som faktiskt är en systergrupp som kallas Myriochelata. Detta kallas Pancrustacea-hypotesen. Dessa klassificeringar kommer säkerligen att förfinas när mer molekylära och fossila data kommer in.