Secara kladistika, kelompok ini didefinisikan sebagai Crocodylus niloticus (buaya Nil) dan semua crocodylia yang lebih berkerabat dekat ke C. niloticus daripada Alligator mississippiensis (aligator Amerika) atau Gavialis gangeticus (gharial).[5] Ini adalah definisi berbasis batang untuk buaya, dan lebih inklusif daripada kelompok mahkotaCrocodylidae.[3] Sebagai kelompok mahkota, Crocodylidae hanya mengandung nenek moyang bersama paling terkini dari buaya hidup dan keturunannya (hidup maupun punah), dimana Crocodyloidea, sebagai kelompok batang, juga mengandung nenek moyang buaya basal yang sudah punah yang lebih dekat ke buaya daripada aligator atau Gavialidae. Saat hanya menganggap takson hidup (neontologi), ini membuat Crocodyloidea dan Crocodylidae menjadi sinonim, dan hanya Crocodylidae yang digunakan. Dengan demikian, Crocodyloidea hanya digunakan dalam konteks paleontologi.
Secara tradisional, buaya dan aligator dianggap lebih berkerabat dekat dan dikelompokkan bersama dalam klad Brevirostres, tanpa memasukkan gavial. Klasifikasi ini dibuat berdasarkan penelitian morfologis yang fokus utamanya adalah menganalisis ciri-ciri kerangka dari spesies fosil hidup dan punah.[6] Namun, penelitian molekuler terkini yang menggunakan pengurutan DNA telah menolak Brevirostres karena menemukan bahwa buaya dan Gavialidea lebih berkerabat dekat daripada aligator.[3][4][7][8][9] Klad baru Longirostres dinamai oleh Harshman et al. pada tahun 2003.[7]
Sebuah penelitian penanggalan ujung oleh Lee & Yates tahun 2018 berulang kali menggunakan data morfologis, molekular (pengurutan DNA), dan stratigrafis (usia fosil) mendirikan kekerabatan dalam Crocodilia,[3] yang diperluas pada tahun 2021 oleh Hekkala et al. menggunakan paleogenomika dengan mengekstrak DNA dari Voay.[4]
Kladogram di bawah menunjukkan hasil penelitian terbaru, dan bagaimana Crocodyloidea kemungkinan hanya mengandung satu takson tambahan diatas Crocodylidae: