Les résultats des études phylogénétiques sur les Ornithocheiroidea et plus généralement sur les ptérosaures sont nombreux et souvent contradictoires. Le cladogramme ci-dessous, établi par Longrich, Martill et Andres en 2018, montre la position des Ornithocheiroidea au sein des Eupterodactyloidea, et les principaux taxons qu'il renferme[7]. Les études phylogénétiques de Vidovic et Martill en 2017 aboutissent à un résultat très différent avec deux grands ensembles sous les Ornithocheiroidea : les Azhdarchoidea et les Dsungaripteromorpha[8] :
(en) Richard J. Butler, Stephen L. Brusatte, Brian B. Andres et Roger B. J. Benson, « How do geological sampling biases affect studies of morphological evolution in deep time? A case study of the Pterosauria (Reptilia: Archosauria) », Evolution, vol. 66, no 1, , p. 147–162 (PMID22220871, DOI10.1111/j.1558-5646.2011.01415.x)
↑(en) S. Christopher Bennett, « Taxonomy and systematics of the Late Cretaceous pterosaur Pteranodon (Pterosauria, Pterodactyloidea) », Occasional Papers of the Natural History Museum of the University of Kansas, vol. 169, , p. 1–70 (lire en ligne)
↑(en) Kellner, A. W. A., (2003): Pterosaur phylogeny and comments on the evolutionary history of the group. pp. 105-137. — in Buffetaut, E. & Mazin, J.-M., (eds.): Evolution and Palaeobiology of Pterosaurs. Geological Society of London, Special Publications 217, London, 1-347
↑(en) Unwin, D. M., (2003): On the phylogeny and evolutionary history of pterosaurs. pp. 139-190. — in Buffetaut, E. & Mazin, J.-M., (eds.): Evolution and Palaeobiology of Pterosaurs. Geological Society of London, Special Publications 217, London, 1-347
↑(en) Longrich NR, Martill DM, Andres B, « Late Maastrichtian pterosaurs from North Africa and mass extinction of Pterosauria at the Cretaceous-Paleogene boundary », PLoS Biology, vol. 16, no 3, , e2001663 (PMID29534059, PMCID5849296, DOI10.1371/journal.pbio.2001663)
↑(en) S.U. Vidovic et D.M. Martill, « The taxonomy and phylogeny of Diopecephalus kochi (Wagner, 1837) and "Germanodactylus rhamphastinus" (Wagner, 1851) », Geological Society, London, Special Publications, vol. 455, , p. 125–147 (DOI10.1144/SP455.12, lire en ligne)