Względna rzadkość skamieniałości uniemożliwia precyzyjne datowanie, jednak niedawne analizy molekularne, bazujące na sekwencjonowaniu wielu loci genowych, sugerują jako czas powstania tej grupy późny karbon/wczesny perm. Do synapomorfii tej grupy zalicza się niektóre cechy zębów (tzw. pedeicellate teeth) i uszu (papillae). Ich najbliższymi krewnymi wedle Wellsa jest grupa temnospondyli z rodziny Dissorophidae czy nadrodziny Dissorophoidea, zawierającą także Branchiosauridae (rodzina ta obejmuje takie rodzaje, jak Apateon czy Melanerpeton). Także pogląd o zmniejszeniu się rozmiarów płazów nie został potwierdzony: żyła wtedy liczna grupa płazów tarczogłowych zwana kapitozaurami. Z wyglądu przypominały one współczesne krokodyle. Cechowały się płaskimi, wydłużonymi czaszkami. W przeciwieństwie do większości dzisiejszych płazów nie traciły one w dorosłym życiu linii nabocznej, co sugeruje wodne środowisko życia. Prawdopodobnie polowały w nim na ryby i płazy. Wyróżnia się wśród nich 5 rodzin: prymitywne parotozuchidy i erytrozuchidy, cechujące się zamkniętym wcięciem usznym paracyklotozauridy i cyklotozauridy oraz górujące nad pozostałymi rozmiarami mastodonzauridy o dużych oczodołach. Do największych przedstawicieli tej grupy zalicza się mastodonzaur, osiągający 6 m długości.