Para su clasificación, las pseudomonadotas se dividen en ocho clases, según los estudios filogenéticos, y se denominan según las letras griegas α, β, γ, δ y ε más Acidithiobacillia, Oligoflexia y Hydrogenophilia.

Acidithiobacillia contiene únicamente autótrofos que oxidan azufre, hierro y uranio. El orden tipo es Acidithiobacillales, que incluye organismos económicamente importantes utilizados en la industria minera como Acidithiobacillus spp.

Las Alphaproteobacteria abarcan la mayoría de los géneros fotótrofos, pero también varios géneros que metabolizan componentes C1, intracelulares como los simbiontes de plantas que son fijadores de nitrógeno (por ejemplo, los rizobios) y de animales y un grupo de patógenos peligrosos, rickettsias. Incluye Mariprofundus ferrooxydans, una bacteria del hierro marina. Por otra parte, se piensa que los precursores de las mitocondrias de las células eucariotas se han originado en este grupo bacteriano. (Véase eucariogénesis).

Las Betaproteobacteria abarcan varios grupos de las bacterias aerobias o facultativas que son a menudo altamente versátiles en sus capacidades de degradación, pero también contienen géneros quimiolitotróficos (por ejemplo el género Nitrosomonas que oxida el amoníaco) y algunos fotótrofos (géneros Rhodocyclus y Rubrivivax). Las Proteobacterias beta juegan un papel importante en la fijación de nitrógeno en varios tipos de plantas, oxidando amonio para producir nitrito, un producto químico importante para la función de las plantas. Muchas de ellas se encuentran en muestras ambientales, tales como aguas residuales o el suelo. Especies patógenas dentro de esta clase son Neisseriaceae (que causa gonorrea y meningoencefalitis) y las especies del género Burkholderia. Otras bacterias destacables de este grupo son Ralstonia, un patógeno vegetal de las solanáceas (tomate, patata) y la Burkholderia glumae que causa el añublo bacterial de la panícula en el cultivo de arroz.

Las Deltaproteobacteria abarcan un grupo de géneros predominante aerobios, mixobacterias, que forman cuerpos fructíferos y un grupo de géneros estrictamente anaerobios que contienen la mayor parte de las bacterias reductoras de sulfato (Desulfovibrio, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfonema, etc.) y de las bacterias reductoras de azufre (por ejemplo, Desulfuromonas) junto con otras bacterias anaerobias con diferente fisiología (por ejemplo, reductoras del hierro férrico Geobacter y los géneros sintróficos Pelobacter y Syntrophus).

Las Gammaproteobacteria abarcan varios grupos de bacterias importantes para la ciencia y la medicina tales como Enterobacteriaceae, Vibrionaceae y Pseudomonadaceae. Este grupo incluye varios patógenos importantes, como por ejemplo, Salmonella (enteritis y fiebre tifoidea), Yersinia (peste), Vibrio (cólera), Pseudomonas aeruginosa (infecciones del pulmón en pacientes hospitalizados o con fibrosis quística).

Las Epsilonproteobacteria comprenden solamente unos pocos géneros, principalmente Wolinella, Helicobacter y Campylobacter, que tienen una estructura de rectos, curvos o helicoidales y también tiene una morfología  espirilada. La mayor parte de las especies conocidas habitan en el tracto digestivo de seres humanos y animales y proporcionan servicio como simbiontes (Wolinella en el ganado vacuno) o son patógenos (Helicobacter en el estómago, Campylobacter en el duodeno). También se han recuperado numerosas secuencias ambientales de fuentes frías e hidrotermales reductoras de azufre (tiobacterias).

Campylobacter puede producir enteritis inflamatoria y se transmite a través de alimentos y agua. Puede afectar a animales y a humanos, por medio de alimentos contaminados.

Los Hydrogenophilalia son termófilos obligados e incluyen heterótrofos y autótrofos. El orden tipo es el Hydrogenophilales.

Las Oligoflexia son principalmente acuáticas y se encuentran en ambientes como aguas dulces, marinas y sedimentos. Incluye especies como:

• Oligoflexus tunisiensis: es una bacteria aislada de sedimentos marinos. Es aerobia y tiene un metabolismo heterótrofo.
• Oligoflexus marinus: otra especie marina que se encuentra en ambientes acuáticos.
• Silvanigrella paludirubra: es una bacteria que se encuentra en ambientes de agua dulce, como lagos y ríos. Es aerobia y tiene un metabolismo heterótrofo.

En 2014 se propuso que las proteobacterias deberían considerarse un superfilo y que sus clases comprenderían filos separados por derecho propio, junto con otros filos bacterianos descubiertos recientemente.^[6]​ De está manera se propuso clasificar a las epsilonproteobacterias en un filo Campylobacterota y las deltaproteobacterias en dos filos Myxococcota y Bdellovibrionota, sin embargo dicha clasificación no es aceptada por el LPSN.^[7]​ En 2020 Cavalier-Smith propuso que para que Pseudomonadota sea un clado monofilético debería abarcar a todos los filos candidatos estrechamente emparentados con estas bacterias.^[8]​ Según análisis filogenéticos Pseudomonadota puede incluir a filos candidatos como Aquificota, Acidobacteriota, Chrysiogenota, Deferribacterota, Dependentiae, Moduliflexota, Methylomirabilota, Nitrospirota, Nitrospinota, Tectomicrobia, Thermodesulfobacteriota y Schekmanbacteria.^[9]​

Las relaciones filogenéticas serían las siguientes:^[10]​^[11]​^[12]​

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  Rickettsia rickettsii (α)
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  Wolbachia (α)
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  Bordetella bronchiseptica (β)
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  Burkholderia cepacia (β)
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  Acinetobacter baumannii (γ)
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  Citrobacter freundii (γ)
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  Escherichia coli (γ)
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  Klebsiella pneumoniae (γ)
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  Legionella (γ)
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  Salmonella (γ)
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  Shewanella oneidensis (γ)
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  Vibrio cholerae (γ)
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  Yersinia pestis (γ)
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  Myxococcus xanthus (δ)
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  Campylobacter jejuni (ε)
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  Helicobacter (ε)
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  Mariprofundus ferrooxydans (ζ)

•   Wikispecies tiene un artículo sobre Pseudomonadota.
•   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Pseudomonadota.
• Proteobacteria information from Palaeos