Včasih paleontologi izkopljejo fosile, ki jih je težko razvrstiti. Nekateri fosili so tako skrivnostni, da sploh ni soglasja o tem, kateri živalski tip pripadajo. Nekaterim, kot so Vendozoa, skrivnostne prešite »žimnice« in torbe iz edikarskega obdobja, pred približno 600 do 542 milijoni let, so bile začasno dodeljene lastne vrste. Drugi ostajajo neumeščeni, z nasprotujočimi si interpretacijami glede njihove afinitete. Fosil, katerega klasifikacija ni znana, se imenuje incertae sediis, latinsko za “negotovo umestitev”.
Fosilnih organizmov, ki jih je težko razvrstiti, je največ od zore večceličnega življenja, v obdobju edikaran in kambrij. Večcelično življenje se je pojavilo v Ediacaranu pred približno 600 milijoni let. Fosili iz tega časa so tako primitivni, da je težko reči, kaj so. Eden od teh fosilnih organizmov je Cloudina, eden prvih biomineralizirajočih organizmov, od katerega je ostala le apnenčasta cev. Različni strokovnjaki za fosilne organizme jo imenujejo primitivna spužva, koralam podoben cnidarian (sorodnik meduz) ali celo zgodnji segmentirani črv.
Fosilni organizmi biote Ediacaran so med najbolj skrivnostnimi, ker jih je toliko in ni soglasja o razvrstitvi katere koli razen nekaj. Biota Ediacaran je obsegala prve znane večcelične ekosisteme in, kot je bilo že rečeno, je bila sestavljena iz različnih vreč, napolnjenih s tekočino, listov in vzmetnic z značilnim prešitim vzorcem. Eden od ikoničnih članov edikarske biote, Charnia, je nekoliko podoben sodobnemu cnidarianu, morskemu peresu, zaradi česar so nekateri znanstveniki razvrstili bioto Ediacaran kot cnidarije brez pikajočih celic, drugi raziskovalci pa jih imenujejo lišaji, glive, velikanski protisti, bazalni metazoji, kolonije bakterij in drugo. Vprašanje je še nerešeno.
Drugi fosilni organizmi, ki jih je bilo težko razvrstiti, izvirajo iz kambrijskega obdobja, ki se je pojavilo takoj po Ediakaranu. Eno najbolj znanih je plenilsko bitje, podobno kozici, Anomalocaris, katerega sestavni deli so nekoč mislili, da so trije različni organizmi. Sprva so mislili, da ena od njegovih ločenih “rok” pripada raku, njegova usta, oblikovana kot rezina ananasa, so bila zamenjana za meduzo, telo pa je bilo razvrščeno kot goba. Šele leta 1985 so znanstveniki ugotovili, da so to deli plenilskega proto-členonožca, največjega znanega kambrijskega plenilca, dolgega do metra.
Drugi fosilni organizmi, za katere se je izkazalo, da jih je težko razvrstiti, so kambrijska Wiwaxia, Opabina, Odontogriphus in mnogi drugi. Po kambriju se mnogi organizmi naselijo v dobro uveljavljene vrste in jih je lažje razvrstiti.