[1]​ Exhiben cuerpos alargados adaptados a una vida completamente acuática, una ausencia de dientes pedicelados, extremidades reducidas (careciendo de las posteriores) y pedomorfismo al retener las branquias en la etapa adulta, el sistema de la línea lateral y una alimentación por succión (aunque poseen una mandíbula móvil).

[2]​ Los primeros estudios moleculares posicionaban a Sirenidae como el grupo hermano del resto de las salamandras, pero análisis posteriores de secuencias de genes nucleares sugerían al clado Cryptobranchoidea (Cryptobranchidae e Hynobiidae) como el más basal.

[3]​[4]​[5]​ Por otra parte, Zhang & Wake (2009) volvieron a posicionar a Sirenidae acorde a los primeros estudios, respaldando, además, al clado conformado por aquellas grupos con fertilización interna, por lo que la fertilización externa (presente en Sirenidae, Cryptobranchidae e Hynobiidae) sería un carácter plesiomórfico.

[6]​ Pseudobranchus striatus Pseudobranchus axanthus Siren intermedia Siren lacertina Cladograma basado en Moler & Kezer (1993) y Frost et al.

[7]​[4]​ Sirenidae se subdivide en cinco géneros, tres extintos y dos vivientes: