硬骨魚類是進化得最成功的有頜魚類，也是現存數量最多且最具多樣性的魚類。硬骨魚類包括輻鰭魚類、臀鰭魚類、肺魚類、總鰭魚類4大類。其中輻鰭魚類共有2萬多種，其名稱來自於它們筆直的骨質輻條。
早期輻鰭魚類
已知最早的輻鰭魚類是古鱈魚類群，大約生活於4.1億年前。在泥盆紀時期，它們隻進化出數種類型，但到了石炭紀和二疊紀陸續進化出超過36個科的種類。鱈鱗魚屬就是早期的輻鰭魚類，但其脊柱隻有部分由硬骨構成。鱈鱗魚屬是有名的狩獵高手，會在淡水池或溪流中高速捕獵，可吞下體長超過自己身長一半的獵物。
輻鰭魚類的特征
輻鰭魚類群都具有筆直的骨質輻條，輻條由體壁內的肌肉所控製，從身體內向外伸出，可以使鰭硬挺。其中，作為輻鰭魚類代表的古鱈魚類，體形普遍較小，鱗片厚實，頜部很長，鰭硬挺，並生有長而上翹的尾部。
雖然輻鰭魚類都沒有鰾，但因為有特殊的“肺部”可以讓空氣進出，所以仍能控製身體在水中浮沉。
新鰭魚類
新鰭魚類是中生代開始出現的更先進的輻鰭魚類。它們的雙頜變得更短，口部可以張得更大，口中齒板為骨質，有利於研磨食物。鰭和尾部構造也變得更對稱，所以可以遊得更快、更靈活。在新鰭魚類中，真骨魚類的變異最大，它們已經進化出防護鰭棘、短而厚實的身軀以及有力的尾部。美鱗魚、普瑞斯加魚和劍輻鰭魚等都屬於新鰭魚類。
美鱗魚
美鱗魚是生存於1.5億年前的小型真骨魚類，其化石發現於歐洲。美鱗魚的體長還不及人的手掌長，其骨質鱗片雖然堅固，卻很輕巧，所以遊動時非常靈活、迅速。在遙遠的中生代，它們活動在熱帶湖的淺水處（地點在現在的德國附近），靠捕食水麵上的浮遊生物為生。
總鰭魚類與肺魚類
在古生代晚期，世界各地的河流、湖泊和淺海區域出現了眾多的總鰭魚類與肺魚類。它們大多數既有鰓又有肺，因此無論是在空氣裏還是水裏都可以自由地呼吸。其中，總鰭魚類也稱為穗狀鰭類群，包括在生物進化史上占有重要地位的腔棘魚類群和扇骨魚類群。在漫長的進化過程中，某些扇骨魚類的鰭逐漸演變出肢臂，成為所有陸棲脊椎動物的祖先。