Os cavalos-marinhos são vertebrados porque possuem as características definidoras deste grupo.
Têm coluna vertebral (espinha dorsal), esqueleto interno ósseo, simetria bilateral, notocorda durante desenvolvimento e cordão nervoso dorsal.
Os cavalos-marinhos pertencem à classe Actinopterygii, que inclui a maioria dos peixes ósseos. A sua aparência única esconde uma história evolutiva familiar partilhada com outros vertebrados.