進入中生代後，現代類型的兩棲動物開始出現。現代類型的兩棲動物身上光滑而沒有鱗甲，皮膚裸露而濕潤，布滿黏液腺，被歸入滑體亞綱。這種皮膚可以起到呼吸的作用，有些兩棲動物甚至沒有肺而隻靠皮膚呼吸。最早的滑體兩棲類是三疊紀的原蛙類，如三疊尾蛙，與現代的蛙有些類似，但是有短的尾。有尾目和無足目出現的晚些，有尾目出現於侏羅紀，而無足目到了新生代初期才有可靠的記錄，不過無足目特征比較原始，可能更早便已起源。現代兩棲動物的起源現在沒有定論，有人認為無尾目起源於迷齒類而有尾目和無足目起源於殼椎類，也有人認為三者的共性很多，有著共同的起源。
兩棲動物的分類
兩棲動物是最原始的陸生脊椎動物，既有適應陸地生活的新的性狀，又有從魚類祖先繼承下來的適應水生生活的性狀。多數兩棲動物需要在水中產卵，發育過程中有變態，幼體（蝌蚪）接近於魚類，而成體可以在陸地生活，但是有些兩棲動物進行胎生或卵胎生，不需要產卵，有些從卵中孵化出來幾乎就已經完成了變態，還有些終生保持幼體的形態。
現代的兩棲動物種類並不少，超過4000種，分布也比較廣泛，但其多樣性遠不如其他的陸生脊椎動物，隻有3個目，其中隻有無尾目種類繁多，分布廣泛。大致分類有：
迷齒亞綱：最古老的兩棲動物，早期兩棲動物的主幹，生存於泥盆紀到白堊紀，其中包括爬行動物的祖先。
殼椎亞綱：古老而特化的早期爬行動物，僅生存於石炭紀和二疊紀。
滑體亞綱：從三疊紀延續到現代，包括所有現存的兩棲動物，分為無足目、有尾目和無尾目。
無足目：無足而形態習性均似蚯蚓的兩棲動物，可能曆史悠久，但是可靠的化石僅為新生代，現代分布於澳洲以外的熱帶地區。
吻蚓科：最原始的蚓螈，分布於南美洲。
魚螈科：較原始的蚓螈，分布於亞洲熱帶地區，是中國僅有的蚓螈。盲尾蚓科：分布於印度，介於高級和原始的蚓螈之間。
蠕蚓科：分布於赤道非洲的高級的蚓螈。
真蚓科：進步的蚓螈，是蚓螈目種類最多，分布最廣的一科，分布於熱帶美洲、赤道非洲、印度和印度洋島嶼中。
盲遊蚓科：唯一的水生蚓螈，分布於南美洲。
有尾目：終生有尾的兩棲動物，幼體和成體區別不大，包括各種鯢和蠑螈，出現於侏羅紀，現在主要分布於北半球，特別是北美洲，其次是東亞和歐洲，可分為原始的隱鰓鯢亞目和高級的蠑螈亞目。
隱鰓鯢亞目：主要分布於東亞的原始的有尾兩棲動物。
隱鰓鯢科：2屬3種，即北美的隱鰓鯢（美洲大鯢）和中國和日本各一種大鯢。
小鯢科：8屬30餘種，包括小鯢、北鯢、山溪鯢等，主要分布於東亞，北可到北極圈，西到伊朗，我國種類特別豐富。
蠑螈亞目：主要分布於北美洲的進步的有尾兩棲動物，其中部分成員是高級類型還是原始類型尚不明確。
鰻螈科：特產於北美洲，身體細長，沒有後肢。兩棲鯢科：特產於北美洲，生體細長似鰻，四肢很小。
洞螈科：包括歐洲的洞螈和北美洲的泥螈，終生有外鰓的水生兩棲動物。鈍口螈科：特產於北美洲的穴居蠑螈，其中有些種類可終生保持幼體特征，生活於水中。
陸巨螈科：特產於北美洲的穴居蠑螈，與鈍口螈比較相似。
無肺螈科：有尾亞目中的最大一科，主要分布於北美洲，少數分布於歐洲和中南美洲，也是中南美洲僅有的有尾亞目。
蠑螈科：分布最廣泛的有尾兩棲動物，主要分布於歐亞大陸，也見於北非和北美。
無尾目：包括各種蛙和蟾蜍，幼體和成體區別甚大，僅蝌蚪有尾。出現於三疊紀，現代絕大多數兩棲動物均屬此類，世界性分布，但在拉丁美洲最豐富，其次是非洲。無尾目可分為始蛙亞目和新蛙亞目，或進一步將始蛙亞目劃分為始蛙亞目、負子蟾亞目和鋤足蟾亞目。對於科的劃分也有一些不同意見。