Amfibi, kelas Amphibia, adalah garis keturunan purba yang berevolusi langsung dari ikan bersirip lobus pada akhir periode Devon, sekitar 365 juta tahun yang lalu. Pada satu titik itu berisi tiga subclass: labyrinthodonts, lepospondyl, dan lissamphibians. Saat ini, hanya lissamphibia yang masih ada, termasuk semua amfibi yang masih hidup di antara anggotanya: kadal air dan salamander (ordo yang disebut Caudata atau Urodela), katak dan kodok (ordo Anura), dan caecilian tanpa kaki yang jarang terlihat (ordo Gymnophiona atau Apoda).
Di antara kelompok amfibi yang masih hidup, yang paling sukses adalah katak dan kodok (5,453 spesies), diikuti oleh salamander dan kadal air (560 spesies), dan sesilia (171 spesies). Diperkirakan bahwa semua amfibi ini memiliki nenek moyang yang sama, meskipun beberapa pekerja berpendapat bahwa salamander dan kadal air diturunkan dari nenek moyang yang berbeda dari yang lain. Jumlah spesies amfibi kira-kira sebanding dengan jumlah spesies mamalia — keduanya memiliki sekitar 6,000 — tetapi jelas mamalia jauh lebih banyak dan berhasil.
Nenek moyang lissamphibia mungkin hidup sekitar 290 juta tahun yang lalu. Salah satu fosil dari waktu itu, Gerobatrachus, disebut sebagai frogamander karena kombinasi yang jelas antara sifat katak dan salamander. Disebut sebagai “salamander ekor gemuk dengan telinga seperti katak”, penemuan kembali fosil ini pada tahun 2004 menunjukkan bahwa nenek moyang bersama katak dan salamander hidup lebih baru daripada yang diperkirakan sebelumnya. Nenek moyang yang sama dari caecilian dan amfibi lainnya mungkin 10-20 juta tahun lebih tua. Penemuan Gerobatrachus membuktikan bahwa amfibi modern adalah keturunan dari kelompok kuno yang disebut temnospondyls. Kontroversi tentang keturunan amfibi telah dianggap salah satu yang paling signifikan dalam evolusi vertebrata sebelum penemuan fosil frogamander.
Meskipun amfibi purba relatif besar, menempati banyak relung yang diambil oleh reptil dan mamalia saat ini, reptil saat ini relatif kecil. Salah satu spesies yang mengingatkan pada masa lalu amfibi yang telah lama hilang ini adalah Salamander Raksasa Cina (Andrias davidianus), penghuni sungai yang mencapai ukuran 64 kg (140 lb) dan 1.83 m (6 kaki). Seperti banyak amfibi lainnya, Salamander Raksasa Cina sangat terancam punah, saat ini hanya hidup di sungai pegunungan yang paling terpencil. Spesies amfibi lain yang saat ini terancam punah adalah katak pelangi Malagasi, katak Darwin Chili, katak hantu, katak Seychelles, Sagalla caecilian, salamander tanpa paru-paru Meksiko, dan Katak Bidan Betic.