Ламарк пересмотрел классификацию Линнея и создал оригинальную систему, которую изложил в "Системе беспозвоночных животных" (1801) и "Философии зоологии" (1809). Он разделил всех животных на две основные группы — беспозвоночных и позвоночных, а затем подразделил их на 14 классов вместо 6 в системе Линнея. Группа "червей" системы Линнея разделялась на три класса: плоские, круглые и кольчатые черви. Это деление сохранилось до настоящего времени. Кроме того, Ламарк удачно сгруппировал отряды, особенно класса птиц и млекопитающих.
Систему животных, по Ламарку, можно представить в следующем виде:
1-й класс — инфузории
2-й класс — полипы
3-й класс — лучистые
4-й класс — черви
5-й класс — насекомые
6-й класс — паукообразные
7-й класс — ракообразные
8-й класс — кольчецы
9-й класс — усоногие
10-й класс — моллюски
11-й класс — рыбы
12-й класс — рептилии
13-й класс — птицы
14-й класс — млекопитающие
Позднее в "Аналитической системе положительных знаний человека" (1820) Ламарк выделил еще два класса — оболочников и раковинных.
Человек был помещен на вершине родословного древа позвоночных. Однако, для того чтобы не вступать в открытый конфликт с официальиым церковным вероучением, он вынужден был сделать оговорки о его ином происхождении.
Наряду с неоспоримыми достоинствами система животных Ламарка имела серьезные недостатки. Так, среди позвоночных животных амфибии остались искусственно объединенными с рептилиями, однопроходные (утконос и ехидна) были отнесены к классу птиц, отряд водных млекопитающих (тюлени, моржи, ламантины) был составлен на основании одной лишь внешней формы. Среди беспозвоночных животных к инфузориям Ламарк отнес большую часть простейших и даже личинок сосальщиков (церкарий), вследствие чего характеристика этого класса оказалась крайне неудачной. В класс полипов были включены губки, мшанки, некоторые оболочники и гидроиды. В классе лучистых, на основании чисто произвольных признаков, были собраны иглокожие, медузы, оболочники и даже ночесветка из простейших.