[4]​ El nombre genérico refleja el aspecto inusual de Hallucigenia sparsa, la especie tipo, y la excéntrica historia de estudio; cuando se describió por primera vez, H. sparsa fue reconstruida como un enigmático animal con el dorso hacia abajo y con la zona posterior como cabeza.

[9]​[6]​[7]​[8]​ El tronco no tiene rasgos (en H. sparsa[7]​) o está dividido por anulaciones heterónomas (en H. fortis[2]​ y H.

[14]​ En su redescripción del organismo en 1977, Simon Conway Morris reconoció al animal como algo muy distinto, estableciendo el nuevo género.

[15]​ Una interpretación alternativa consideraba que Hallucigenia era un apéndice de un animal más grande y desconocido.

[16]​ La preparación posterior de los especímenes fósiles demostró que las "segundas patas" estaban enterradas en un ángulo con respecto al plano a lo largo del cual la roca se había dividido, y podían revelarse retirando el sedimento suprayacente.

[16]​ Esta mancha podría ser en realidad fluido en descomposición que fue explusado en la muerte del animal.

[20]​[8]​[21]​ Bajo este escenario, la estructura cono-en-cono compartida entre Hallucigenia y los onicóforos representa una plesiomorfía panartrópoda.

[8]​[21]​ Hallucigenia también exhibe ciertos caracteres heredados de los ecdisozoos ancestrales, pero perdidos en los onicóforos modernos - en particular su armadura distintiva del intestino anterior.