Excepto unas pocas especies de Nautilus y Allonautilus, el resto de cefalópodos que viven en la actualidad, como las sepias (Sepiida), calamares (Teuthida) o pulpos (Octopoda), están incluidos dentro de la subclase Coleoidea.
Dentro de la subclase Coleoidea, encontramos el cohorte Belemnoidea, del cual todas sus familias están extintas y se les conoce por sus formas fósiles. A nivel paleontológico los belemnoideos, o comúnmente conocidos como belemnites, tienen un importante valor estratigráfico.
Parece ser que los belemnites proceden evolutivamente de los Bactritoideos, los cuales se extinguieron a finales del Paleozoico. El belemnites más antiguo conocido es Eobelemnites careyense, procedente del Carbonífero de Oklahoma (U.S.A.). Fueron abundantes y tuvieron una gran distribución durante el Jurásico hasta su casi total extinción al final del Cretácico. Tan solo una familia, Neobelemnitidae, consiguió vivir hasta finales del Eoceno. Los belemnoideos dan paso a los coleoideos, algunos de los cuales son géneros comunes en la actualidad, como los pulpos, calamares o sepias.
En algunos estratos del cenozoico se han encontrado ejemplares que presentan características de transición entre los belemnites y los pulpos.
Dependiendo de los autores, encontramos discrepancias clasificatorias, pues algunos de ellos citan algunos géneros de belemnoideos como pertenecientes a familias propias (Belemnopseidae o Belemnitellidae), mientras que otros los incluyen en una familia más amplia al considerarlos dentro de la familia Belemnitidae.
La familia de belemnites más antigua que se conoce es Phragmoteuthidae. Se trata de un grupo de belemnoideos primitivos que vivieron desde el Carbonífero hasta el Triásico. Sus conchas internas son alargadas y muy delgadas. Los géneros principales de esta familias son:
Aulacoceratidae es una familia de belemnoideos que vivieron desde el Devónico Superior hasta el Jurásico Inferior. Sus conchas son alargadas y cónicas, con una cámara de habitación grande y una apertura sencilla. Sus principales géneros son:
En el Jurásico inferior, y concretamente entre el Pliensbachiense y el Toarciense, se desarrolla la familia Passaloteuthididae. Se caracterizan por tener rostros robustos, de forma cilíndrica y alargada. Se distinguían por tener unos ganchos en los apéndices, que recibían el nombre de oniquites. Su género principal es:
Dictyoconitidae es una familia que se caracteriza por sus conchas internas alargadas y delgadas, ligeramente ornamentadas. Vivieron durante el Jurásico. Su género principal es:
La familia Hematitidae se desarrolló durante el Jurásico. Sus conchas internas son robustas y ornamentadas. Sus género principales son:
Palaeobelemnopseidae es otra familia de belemnoideos propia del Jurásico, que se caracteriza por tener conchas internas rectas y cónicas con ligera ornamentación. Sus géneros más conocidos son:
La familia Xiphoteuthididae es también otra familia de belemnoideos que se desarrollo durante el Jurásico. Sus ejemplares presentan conchas internas largas y delgadas, con una ligera ornamentación, y en ocasiones tienen surcos y crestas. Su principal género es:
Los animales pertenecientes a la familia Hastitidae, vivieron especialmente durante el Jurásico. Poseen rostros alargados. Sus principales géneros son:
La familia Megateuthididae aparece en el Jurásico Inferior, que es cuando tuvo su mayor difusión, y estuvieron presentes hasta el Jurásico Medio. Entre sus géneros se encuentran los ejemplares más grandes de belemnites hasta ahora conocidos. Algunas especies del género Megateuthis podrían haber alcanzado hasta algo más de 3 metros de longitud en su cuerpo completo. Sus rostros son alargados y cilíndricos, y como ya hemos indicado, de longitud considerable. Los principales géneros de esta familia son:
Diplobelidae forma una familia que vivió durante el Jurásico. Las principales características de su concha interna son la de presentar un rostro delgado y alargado. Los principales géneros que incluye son:
Belemnoteuthididae es una familia de belemnoideos que se desarrolló a lo largo del Jurásico Medio hasta el Jurásico Superior. Su principal característica se basa en poseer el fragmocono con forma cónica, el cual está recubierto parcialmente por un rostro muy delgado, que está compuesto por aragonito, en lugar de calcita como es habitual. Sus principales géneros son:
Belemnopseidae es una familia que apareció hacia el Jurásico Superior y estuvo presenta hasta el Cretácico Inferior. De características típicas de los belemnoideos, forman un rostro largo con un marcado surco central. La sección es ligeramente comprimida hacia el principio del rostro. Algunos ejemplares del género Hibolites pueden alcanzar hasta los 25 cms. de longitud. Sus géneros más comunes son:
Aunque la familia Duvaliidae se conoce desde el Jurásico Medio, tiene su mayor desarrollo y presencia a lo largo del Cretácico Inferior, llegando a sobrevivir hasta el Cretácico Superior. La característica morfológica de sus conchas internas se basa en poseer rostros pequeños, que están fuertemente comprimidos y ensanchados en dirección dorso-ventral, por lo que ofrecen una imagen de maza. Son abundantes en los afloramientos del Neocomiense de las Cordilleras Béticas. Sus principales géneros son:
Belemnitellidae es una familia de belemnoideos que se vivió especialmente durante el Cretácico. Posee las características propias de los belemnoideos, de rostros alargados. acabados en punta, con sección circular y estrías poco marcadas. Sus géneros más conocidos son: