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尽管传统上可能是基于对陆地化的趋同适应而与千足虫和蜈蚣分类[19]，但有证据表明，与甲壳类动物的进化关系更密切。在pancrustacea理论中，昆虫与昆虫、remipedia和headalocarida一起构成了一个自然分支，称为mira甲壳纲。
昆虫形成一个单一的分支，与甲壳类动物和肉豆蔻密切相关。
其他陆生节肢动物，如蜈蚣、千足虫、蝎子和蜘蛛，有时会与昆虫混淆，因为它们的身体结构可能看起来相似，它们（和所有节肢动物一样）共享一个有关节的外骨骼。然而，经过仔细观察，它们的特征明显不同； 明显的是，它们没有成虫的六条腿特征。
西安消杀公司认为节肢动物更高层次的系统发育仍然是一个争论和研究的问题。2008年，塔夫茨大学的研究人员发现了他们认为是世界上已知古老的原始飞虫全身化石，这是一个有3亿年历史的石炭纪时期的标本。[23]古老的确定性昆虫化石是泥盆纪的Rhyniognatha Hirsti，来自600万岁的Rhynie Chert。它表面上可能像现代的银鱼昆虫。这个物种已经拥有双髁状下颌骨（下颌骨中有两个关节），这是一个与有翼昆虫相关的特征，表明此时翅膀可能已经进化。因此，昆虫可能出现的更早，在志留纪时期。
昆虫有四种辐射：甲虫（约3亿年前进化）、苍蝇（约2.5亿年前进化）、蛾和黄蜂（约1.5亿年前进化）。这四类昆虫占所描述物种的大多数。苍蝇和飞蛾以及跳蚤都是由长翅目进化而来的。
昆虫飞行的起源仍然不清楚，因为目前已知的有翼昆虫似乎是有能力的飞行者。一些已经灭绝的昆虫在胸部段附加了一对小翼，总共有三对。截至2009年，没有证据表明这些昆虫在进化成有翅膀之前是一组特别成功的动物。
西安消杀公司告诉你们晚石炭世和早二叠世昆虫目包括现存的两个类群，它们的茎类群，[27]和一些现已灭绝的古生代类群。在这个时代，一些巨大的蜻蜓状的形态达到了55到70厘米（22到28英寸）的翼展，使它们远远大于任何活的昆虫。这一巨大的变化可能是由于大气中的氧气含量比今天更高，从而提高了呼吸效率。缺乏飞行脊椎动物可能是另一个因素。大多数已灭绝的昆虫是在大约2.7亿年前的二叠纪时期发展起来的。许多早期的物种在大约2.52亿年前的二叠纪-三叠纪大灭绝事件中灭绝，这是地球历史上一次大灭绝。
在白垩纪时期，膜翅目昆虫早在1.46亿年前就出现了，而在距今6600万年前的新生代，膜翅目昆虫就获得了广泛的多样性。许多非常成功的昆虫群体与开花植物一起进化，这是共同进化的有力例证。
许多现代昆虫属是在新生代发展起来的。从这一时期开始的昆虫经常被发现保存在琥珀中，通常保存完好。因此，这些标本的体形很容易与现代物种相比较。研究昆虫化石被称为古昆虫学。
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