Žuželke so najbolj raznolika skupina živali. Z več kot milijonom opisanih vrst in ocenami skupnega števila vrst, ki segajo do 30 milijonov, žuželke predstavljajo med polovico in 90 % vse živalske biotske raznovrstnosti. To je še toliko bolj impresivno, ker žuželke niti niso živalski tip, so le razred znotraj tipa Arthropoda. Najstarejši znani fosil žuželk je Rhyniognatha hirsti iz devona, star približno 396 milijonov let. Od takrat so se žuželke razširile, zlasti od nastanka cvetočih rastlin pred približno 125 milijoni let.
Najbolj primitivna skupina žuželk je red Archaeognatha (poskakujoče ščetine), ki ima le okoli 300 vrst. Skupaj z redom Thysanura (srebrna ribica) sta ta dva reda edina v razredu Insecta, ki sta brez kril. Druge živali brez kril, ki so bile prej razvrščene kot žuželke, kot so poskočni repi, proturanci in diplurani, se zdaj štejejo za bazalne linije razen Insecta in so namesto tega uvrščene v svoj razred, Entognatha. Prej so vse te živali brez kril imenovali Apterygota, kar pomeni »brez kril«.
Vse druge žuželke imajo krila in so del podrazreda Pterygota. Prej je bila Pterygota razdeljena na infrarazrede Palaeoptera ali “staro krilo” in Neoptera ali “novo krilo”, zdaj pa se sumi, da so te kategorije parafiletske. To pomeni, da člani infrarazredov ne smejo biti izključni potomci skupnega prednika in zato ne pravi klad. Kljub temu so lahko kategorizacije koristne kot referenca na tip telesa. Paleoptera sestavljajo žuželke, ki nimajo sposobnosti, da bi zložile svoja krila nazaj čez trebuh, medtem ko lahko Neopterani. Fosilni zapis za paleoptera je obsežen, danes pa skupina vključuje le dva preživela reda: majčke in kačje pastirje. Večina drugih žuželk je Neopteranov.
Neoptera je ogromna skupina, ki vsebuje 32 redov, od katerih jih je pet izumrlo. Ti redovi so pogojno razvrščeni v sedem nadredov na podlagi fizioloških značilnosti in domnevnega skupnega prednika. Med člane Neoptera spadajo webspinerji, angelske žuželke, ušesne žuželke, kobilice, paličasti žuželke, plazilci, gladiatorji, ščurki, termiti, bogomoljke, knjigarne, čopiči, tripsi, uši, prave žuželke, mravlje, čebele, ose, hrošči, twisci krilati zajedavci, kačje muhe, jelše, žuželke z mrežastimi žilami, škorpijoni, bolhe, snežne bolhe, muhe, ličarji, metulji in molji.