İhtiyoloji ya da balık bilimi, zoolojinin balıklarla ilgilenen alt dalıdır. Kemikli balıklar (Osteichthyes), köpek balığı gibi kıkırdaklı balıklar (Chondrichthyes) ve çenesiz balıklar (Agnatha) ilgi alanıdır.
Kordalılar, sırt iplikliler veya kordatlar olarak da bilinir, tulumlularda (Tunicata) yaşamın belirli bir evresinde, omurgalılar (Vertebrata) ve kafatassızlarda (Cephalochordata) ise bütün yaşam süresince vücuda desteklik yapan bir notokordaya, yutağa, solungaç yarıklarına, sırt tarafında ortası boş sinir şeridine ve kuyruğa sahip hayvan şubesidir.
Balıklar poikloterm olan, neredeyse sadece suda yaşayan ve solungaçları ile solunum yapan, soğuk kanlı, yürekleri çift gözlü, çoğunun vücudu pullu, genellikle yumurta ile üreyen omurgalı hayvanlardır. Bazı türler canlı doğurarak ürer. Mesela tatlı su balıklarından Lepistes'in yumurtaları anne karnında çatlar ve canlı doğum gerçekleşir. Çiklitgillerde ise kuluçka süresi dişinin ağzında gerçekleşir. Ağzında yumurtaları çeviren, mantarlaşmasını engelleyen dişi yumurtalar çatlayana hatta yavrular serbestçe yüzmeye başlayana kadar onları ağzındaki kesesinde korur. Balıklar su yaşamındaki en önemli varlıklardan bir tanesidir. Nehir, göl, akarsu, okyanus ve denizlerde bulunmaktadır.
Omurgalılar, hayvanlar aleminin kordalılar şubesine ait bir alt şubedir.
Kemikli balıklar, iskeletleri kemik yapıda ve dentin kökenli elemanlar bulunan balıkları içeren bir omurgalı üst sınıf. Vücutları çeşitli şekillerde olabilir. Vücutları üzerindeki pullar sikloid, ktenoid veya ganoid tiptedir. Kuyruk yüzgeçleri genellikle homoserk yapıdadır, ancak çeşitli gruplarda farklılık gösterebilir. Yine farklı gruplarda, diğer yüzgeçlerde görülen yapısal değişiklikler, sistematik açıdan önem taşır.
Yumuşakçalar, ilkin ağızlılar (Protostomia) kladı, Lophotrochozoa üst şubesinden bir hayvan şubesidir. Ahtapot, kalamar gibi kafadan ayaklılar, salyangoz ve sümüklü böcek gibi karından ayaklılar, midyeler ve kitonlar bu şubedendir. Çizgili kas ilk defa bu sınıfta ortaya çımıştır. Yaklaşık 85,000 yaşayan türü bulunur.
Sazansılar (Cypriniformes), ışınsal yüzgeçliler (Actinopterygii) sınıfına ait büyük bir balık takımı. Farklı iklimlere başarılı bir şekilde ayak uydurmuş çok sayıda türleri mevcuttur.
Gasterosteiformes, kemikli balıkların ışınsal yüzgeçliler sınıfına ait bir takımıdır ve 5 familyadan oluşmaktadır. Bu takıma ait balıklar hem tatlı hem tuzlusuda bulunurlar.
Characiformes, Işınsal yüzgeçliler sınıfından Ostariophysi üst takımına ait bir balık takımı. Örneğin piranalar, tetra balıkları ve neon balıkları gibi birkaç bin balık türünü kapsayan en büyük takımlardan biridir.
Yunusgiller (Delphinidae), balinalar (Cetacea) takımına dahil olan dişli balinalar (Odontoceti) alt takımının bütün okyanus yunusları üyelerini içeren bir familyasıdır.
Tetrapoda ya da dört üyeliler, Gnathostomata infraşubesine bağlı bir hayvan üstsınıfıdır.
Terapsitler (Therapsida), memelileri ve soyu tükenmiş akrabalarını içeren, gelişmiş bir sinapsit kladıdır. Başka bir deyişle terapsitler, Sinapsida'nın hayatta kalan tek sınıfı olan memelilerin tümünü ve onların soyu tükenmiş akrabalarını içeren sphenacodont grubudur. Ancak bu isim, daha çok memeli olmayan terapsitler için kullanılır.
Derinsuzurnasılar (Aulopiformes) Işınsal yüzgeçliler sınıfına ait bir takımdır. Çoğu hala varlığını sürdüren 15 adet familyaya sahiptir. Bu familyalarda 45 cins ve 230 balık türü yer alır. Bilimsel adında yer alan Aulopi Antik Yunancadaki aulós (αὐλός) sözcüğünden gelir ki, birçok türün ince uzun biçiminden dolayı bu isim verilmiştir.
Gerçek kemikli balıklar (Teleostei) Işınsal yüzgeçliler sınıfında üç infra sınıftan biridir. Bu çeşitli grup 40 takım ve 448 familyada 26,840 yaşayan tür kapsar. Çoğu yaşayan balık türleri bu gruba üyedir. Diğer iki infra sınıf, Holostei ve Chondrostei, parafiletik olabilir.
Balıkların evrimi, yaklaşık 530 milyon yıl önce Kambriyen patlaması sırasında başladı. Bu süre zarfında erken kordalılar kafatasını ve omur sütununu geliştirerek ilk kranatlara ve omurgalılara yol açtı. İlk balık soyları ya da çenesiz balıklara aitti. İlk örnekler; Haikouichthys adlı bir kraniat cinsini de içeriyordu. Geç Kambriyen Dönemi'nde yılan balığı gibi çenesiz olan balık Konodontlar ve küçük, zırhlı balıklar (ostracodermler), ilk defa ortaya çıktı. Çoğu çenesiz balık yok oldu; ancak taşemenler eski çeneli balıklara yaklaşabildi. Taşemenler yılan balığını da içeren Yuvarlak ağızlılar grubuna aitti ve bu grup diğer agnathanlardan erken bölünmüş olabilir.
Akciğerin evrimi, oksijence fakir sularda yaşayan kemikli balıkların akciğerlerini geliştirmesinin evrimsel sürecini açıklar. Hava soluma, sudan karaya geçiş ve tetrapodların evrimi açısındam kritik bir olaydır. Omurgalı akciğeri, ilkel kemikli balıklarda bulunan bir progenitör yapıdan kaynaklanmıştır. Metabolik olarak üretilen CO₂'e duyarlı olan ve akciğer ventilasyonunu metabolik taleple eşleştirmek için solunum kaslarını ritmik olarak aktive eden nöral substratların kökeni henüz bilinmemektedir. “Öksürük” olarak tanımlanan, in vivo ve in vitro olarak Lamprey'de meydana gelen, belirli bir periyodik merkezi olarak oluşturulan ritmin, CO₂'e karşı merkezi duyarlılık tarafından modüle edildiği bulundu. Bu, tetrapodlarda nefes almanın evrimi için kritik olan elementlerin, akciğerin evriminden önce en temel omurgalı atalarında mevcut olduğunu göstermektedir. Bilim insanları, tüm omurgalılarda nefes alma evriminin, bu kritik temel unsurlardan türetilen eksaptasyonlar yoluyla gerçekleştiğini düşünmektedir.
Tetrapodomorpha, akciğerli balıklardan çok yaşayan tetrapodlarla daha yakından ilişkili olan, tetrapodların en yakın et yüzgeçli akrabalarından oluşan bir omurgalılar kladıdır. Balıklar ve Tiktaalik gibi erken formlar arasında geçiş yapan gelişmiş canlılar, görünüşleri ve uzuv morfolojisi açısından yarı balık, yarı tetrapodlar olan keşifleri tarafından "fishapodlar" olarak adlandırılmıştır. Tetrapodomorpha, taç grubu tetrapodları ve topluca osteolepiformlar olarak bilinen birkaç ilgili et-yüzgeçli balık grubunu içeren birkaç erken gövdeli tetrapod grubunu içerir. Tetrapodamorpha eksi taç grubu Tetrapoda, balıktan tetrapod geçişini kapsayan parafitik bir birim olan kök Tetrapoda'dır.
Omurgalıların evrimi, 665 milyon yıl önce ortaya çıktığı düşünülen hayvanlardan, kökeni Kambriyen dönem'e dayanan kordalıların omurga geliştirmesini ve ana omurgalı gruplarının oluşumunu konu alır.
Acanthostega, tanınabilir bacaklara sahip ilk omurgalı hayvanlar arasında yer alan, soyu tükenmiş bir kök-tetrapod cinsidir. Yaklaşık 365 milyon yıl önce Geç Devoniyen döneminde (Famennian) ortaya çıktı ve anatomik olarak et yüzgeçli balıklar ile karaya tam olarak çıkabilenler arasında orta düzeydeydi.
