刺胞动物门位于后生动物谱系树的底部位置，与两侧对称动物是姐妹群关系[4] [2] ，但多年来，刺胞动物门动物的系统发育过程一直是争论的焦点[5] 。一种理论认为水母体是原始体型，另一种主张祖先类似浮浪幼虫。水螅纲（如管水母目）或珊瑚纲可能为最古老类群。截至21世纪后，大众观点一般认为，该门动物起源于一个与浮浪幼虫相似的祖先[6] 。
化石记录显示，刺胞动物门的起源与演化历史可追溯至埃迪卡拉纪（约6.35亿至5.41亿年前），该时期约70%的物种被归为刺胞动物，但其软躯体化石保存稀少，演化关系存疑[5] 。分子钟推测刺胞动物起源于成冰纪之前，而基因组研究表明其祖先为无性繁殖的固着型水螅，缺乏水母阶段，且未形成共生关系[4] 。至寒武纪早期（约5.41亿年前），华南宽川铺生物群的化石记录显示刺胞动物首次快速辐射演化，以底栖固着型水母为主，如具管状外骨骼的Anabarites trisulcatus，其毫米级体型和防御性围鞘适应早期海洋生态竞争[2] 。中德团队在云南澄江生物群发现的中华先光海葵（Xianuguangia sinica）进一步证实，5.2亿年前的刺胞动物已具备水螅型特征，如羽状触手和隔膜消化腔，支持水螅型为祖先形态[3] 。寒武纪第二阶（岩家河生物群）至第三阶（澄江生物群），刺胞动物体型显著增大，并出现游泳型水母（如Yunnanoascus haikouensis），其钟形身体、感觉棍及毒刺细胞标志着水母型阶段的生态主导地位，现代水母世代交替的生命周期的正式建立，水母类刺胞动物生命周期在寒武纪早期由原先的固着的水螅型，发展到“水螅型+水母型”[2] 。
基因组研究揭示，水母超纲（钵水母、立方水母等）与十字水母构成单系群“Acraspeda”，其游泳能力的演化依赖中胶层增厚、冠状肌集中等形态创新，而围鞘退化促使刺细胞毒性增强[4] [2] 。尽管寒武纪早期刺胞动物多样性达到高峰，但随后多数类群衰退，推测与两侧对称动物的辐射演化及其生态竞争有关[2] 。