Tetrakojai yra monofilinė (kilusi iš bendro protėvio) sausumos gyvūnų grupė, kuri maždaug prieš 365 milijonus metų išsivystė iš skiltinių žuvų, vadinamų sarkopterigiais. Manoma, kad tetrapodai laipsniškai išsivystė iš žuvų, prisitaikiusių plaukti per piktžolių paskendusias pelkes. Šiose žuvyse plaukiodamos šiose pelkėse išsivystė raumeningi apatiniai pelekai, kurie ilgainiui išsivystė į pilnavertes kojas. Kai kurios iš šių ankstyvųjų formų turėjo daug skaitmenų, skirtingai nuo penkių ar mažiau skaitmenų, būdingų daugeliui tetrapodų šiandien.
Ankstyviausi tetrapodai, vadinami baziniais arba kamieniniais tetrapodais, pavyzdžiui, Acanthostega rūšis, yra primityvesni nei bendras visų šiandien gyvenančių tetrapodų protėvis, todėl nepatenka į jokią pagrindinę tetrapodų grupę. Šioje klasifikacijoje yra tik kelios dešimtys rūšių ir visos jos jau seniai išnykusios.
Be bazinių tetrapodų, yra trys pagrindinės tetrapodų grupės: varliagyviai, sinapsidės (reiškia „susiliejusios lankas“, žinduoliai yra vienintelės šiandien gyvos sinapsidės) ir zauropsidės (reiškia „driežo veidas“). Visos šios grupės yra monofilinės, išskyrus galimą varliagyvių išimtį; kai kurie tyrinėtojai įtaria, kad salamandros galėjo išsivystyti iš senovės varliagyvių, primityvesnių nei bendras visų kitų gyvų varliagyvių protėvis. Kitas sinapsidų pavadinimas yra teropsidas, kuris reiškia „žvėries veidas“, o kitas sauropsidų pavadinimas yra „ropliai“.
Tiek sinapsidės, tiek zauropsidės yra amnionas, o tai reiškia, kad vaisiaus formas maitina sudėtinga maistinių medžiagų ir membranų serija, kol jie pakankamai subrendę, kad galėtų kvėpuoti oru ir savarankiškai vaikščioti po pasaulį. Sinapsidėms tai apima gimdą (placentos žinduoliams) arba maišelį (mašinius). Sauropsidai deda kiaušinius. Manoma, kad sinapsidės ir zauropsidės išsivystė iš varliagyvių maždaug tuo pačiu metu, maždaug prieš 320 milijonų metų, anglies periodu. Hylonomus yra ankstyviausias patvirtintas roplys šio rašymo metu, o Archaeothyris yra ankstyviausia sinapsidė. Abu buvo panašūs į mažus driežus ir buvo nykštukiniai dėl didelių varliagyvių, kurie tuo metu dominavo sausumos ekosistemose. Tik po ledynmečio, artėjant karbono periodo pabaigai, kai kurie dideli varliagyviai pradėjo nykti, o sinapsidės ir zauropsidės išaugo, kad užpildytų laisvas nišas.