Kartais paleontologai iškasa fosilijas, kurias sunku klasifikuoti. Kai kurios fosilijos yra tokios paslaptingos, kad net nesutariama, kokiam gyvūnų būriui jos priklauso. Kai kuriems, pavyzdžiui, Vendozoa, paslaptingiems dygsniuotiems „čiužiniams“ ir krepšiams iš Ediacaran laikotarpio, maždaug prieš 600–542 milijonus metų, preliminariai buvo priskirta nuosava fila. Kiti lieka nepastebėti, o jų giminingumas aiškinamas prieštaringai. Fosilija, kurios klasifikacija nežinoma, vadinama incertae sediis, lotyniškai reiškia „neaiški vieta“.
Suakmenėjusių organizmų, kuriuos sunku klasifikuoti, daugiausia yra nuo daugialąstės gyvybės aušros, Edikarano ir Kambro laikotarpiais. Daugialąstė gyvybė atsirado Ediacaran, maždaug prieš 600 milijonų metų. Šių laikų fosilijos yra tokios primityvios, kad sunku pasakyti, kas tai yra. Vienas iš šių iškastinių organizmų yra Cloudina, vienas pirmųjų biomineralizuojančių organizmų, iš kurio liko tik kalkinis vamzdelis. Įvairūs iškastinių organizmų ekspertai tai vadina primityviąja kempinėle, į koralą panašia cnidarija (medūzų giminaite) arba net ankstyvu segmentuotu kirminu.
Ediacaran biotos iškastiniai organizmai yra vieni paslaptingiausių, nes jų yra labai daug ir nėra sutarimo dėl klasifikavimo, išskyrus keletą. Ediacaran biota sudarė pirmąsias žinomas daugialąstes ekosistemas ir, kaip minėta anksčiau, susideda iš įvairių skysčių užpildytų maišelių, lapų ir čiužinių su būdingu dygsniuotu raštu. Vienas iš žymiausių Edicaran biotos atstovų Charnia atrodo kaip šiuolaikinis cnidary, jūrų aptvaras, todėl kai kurie mokslininkai priskyrė Ediacaran biotą į cnidarius be geliančių ląstelių, tačiau kiti tyrinėtojai juos vadina kerpėmis, grybais, milžiniškais protistais, bazaliniais. metazoanai, bakterijų kolonijos ir kt. Klausimas vis dar neišspręstas.
Kiti iškastiniai organizmai, kuriuos sunku klasifikuoti, kilę iš Kambro periodo, kuris įvyko iškart po Ediakarano. Vienas žinomiausių yra į krevetes panašus plėšrus padaras Anomalocaris, kurio sudedamosios dalys kadaise buvo laikomos trimis skirtingais organizmais. Iš pradžių buvo manoma, kad viena iš jo atskirtų „rankų“ priklauso vėžiagyviui, ananaso griežinėlio formos burna buvo klaidingai supainiota su medūza, o jos kūnas buvo klasifikuojamas kaip kempinė. Tik 1985 m. mokslininkai suprato, kad tai yra plėšriojo nariuotakojų, didžiausio žinomo iki metro ilgio kambro plėšrūno, dalys.
Kiti iškastiniai organizmai, kuriuos sunku klasifikuoti, yra Kambro Wiwaxia, Opabina, Odontogriphus ir daugelis kitų. Po kambro daugelis organizmų įsikuria nusistovėjusiose filose ir tampa lengviau klasifikuojami.