アノマロカリス類
近縁の古生物として、上述のオパビニア（Opabinia）、パンブデルリオン （"Pambdelurion"）とケリグマケラ （"Kerygmachela"）がある。いずれもアノマロカリス類と同様にDinocaridida綱に属し、一連のヒレと特化した前部付属肢を持ち、「Gilled lobopodians」（鰓のある葉足動物）とも呼ばれた動物群である。アノマロカリス類に似通う特徴は他にもいくつか見られ、例えばオパビニアの特殊化した尾ヒレ・「setal blades」を有し・眼が眼柄にあることが本群と共通し、パンブデルリオンは放射状の歯をもち、ケリグマケラは複眼様の多数のレンズからなる眼がある。
葉足動物
一部の種類、例えばハルキゲニアの1種"H. fortis" とカーディオディクティオンの一部の化石標本は、首から伸びていた細長い葉足が頭部を覆い、その葉足であった痕跡は頭部を覆う二枚の大きな殻の外縁と見間違いさるため、これらの葉足動物の頭部は2枚の甲皮に覆われるように復元される時期があった。ミクロディクティオンなどの甲皮は六角形に並ぶ顕微構造から構成されており、対をなす複眼と見なされる経緯もあった。カンブリア紀における一部の古生物の化石、特にアノマロカリス類から脱落した単体の触手（前部付属肢）化石は、しばしば葉足動物と混同し、触手の主幹部は胴体・腹側の棘は葉足と見間違いされることがある。例えば、最初は葉足動物"Mureropodia" 属とアイシュアイアの1種"Aysheaia prolata" として記載された化石標本は、再検証によって、それぞれカリョシントリプスとスタンレイカリスという2属のアノマロカリス類の触手であると判明した。また、正体および体の向きが解明される以前のハルキゲニアは、アノマロカリスの触手のように、別の動物から脱落した付属肢の断片ではないかという異説もかつてあった。