Raport z listopada 2014 roku jednoznacznie umieszcza owady w jednym rzędzie, wraz ze skorupiakami i ptakami, jako najbliższe klady siostrzane. Badanie to pozwoliło rozwiązać filogenezę owadów we wszystkich istniejących rozkazach owadów i zapewnia „solidne filogenetyczne szkieletowe drzewo filogenetyczne i wiarygodne szacunki czasowe ewolucji owadów”.
Inne lądowe stawonogi, takie jak stożkowate, millipedy, skorpiony i pająki, są czasami mylone z owadami, ponieważ ich plany ciała mogą wyglądać podobnie, dzieląc (jak to ma miejsce w przypadku wszystkich stawonogów) połączony egzoszkielet. Jednak po dokładniejszym zbadaniu ich właściwości znacznie się różnią, przy czym najwyraźniej nie mają one cech sześcionożnych charakterystycznych dla dorosłych owadów, które mogą przenosić bakterie. O dezynfekcji profesjonalnie Zwalczanie insektów, owadów i szkodników – ABC Insekt Białystok
Filogeneza stawonogów na wyższym poziomie nadal jest przedmiotem dyskusji i badań. W 2008 roku badacze na Uniwersytecie Tufts odkryli to, co uważają za najstarsze na świecie znane na całym świecie wrażenie prymitywnego latającego owada, 300-milionowego osobnika z okresu karbonu. Najstarszą ostateczną kopaliną owadów jest dewońska Rhyniognatha hirsti z 396-milionowego Rhyń chertu.
Być może powierzchownie przypominał on dzisiejszy srebrzysty owad. Gatunek ten posiadał już dikondylowe mandible (dwie przeguby w żuchwie), cechę związaną z owadami skrzydłowymi, sugerując, że skrzydła mogły już wyewoluować w tym czasie. Pierwsze owady pojawiły się więc prawdopodobnie wcześniej, w okresie Silurii.
Pojawiły się cztery superradiacje owadów: chrząszcze (około 300 milionów lat temu), muchy (około 250 milionów lat temu) oraz ćmy i osy (około 150 milionów lat temu). Te cztery grupy stanowią większość opisanych gatunków. Owady i ćmy wraz z pchłami wyrosły z Mekoptera.
Zwalczanie much trudne bo dobrze latają
Początki ucieczki owadów pozostają nieznane, ponieważ najwcześniejsze znane obecnie skrzydłowe owady wydają się być zdolne do latania. Niektóre wymarłe owady miały dodatkową parę skrzydełek łączących się z pierwszym segmentem klatki piersiowej, w sumie trzy pary. Od 2009 r. nie ma dowodów wskazujących na to, że owady były szczególnie udaną grupą zwierząt zanim wyrosły na skrzydła dlatego trudno zwalczyć muchy.
Późno karbonowe i wczesno permińskie rozkazy owadów obejmują zarówno istniejące grupy, ich grupy łodygowe jak i liczne grupy paleozoiczne, które obecnie wymarły. W tej epoce niektóre gigantyczne formy przypominające smoki osiągały rozpiętości skrzydeł od 55 do 70 cm (22 do 28 cali), dzięki czemu były znacznie większe niż jakiekolwiek żywe owady.
Ten gigantyzm mógł być spowodowany wyższym poziomem tlenu atmosferycznego, co pozwoliło na zwiększenie wydajności oddechowej w stosunku do dzisiejszych czasów. Innym czynnikiem mógł być brak latających kręgowców. Najwięcej wymarłych rozkazów owadów powstało w okresie permu, który rozpoczął się około 270 milionów lat temu. Wiele wczesnych ugrupowań wyginęło w czasie katastrofy triassowskiej, największej masowej zagłady w historii Ziemi, około 252 milionów lat temu.
Niezwykle udana Hymenoptera pojawiła się już 146 milionów lat temu w okresie kredowym, ale ostatnio osiągnęła ich dużą różnorodność w okresie Cenozoiku, który rozpoczął się 66 milionów lat temu. Wiele bardzo udanych grup owadów rozwinęło się w połączeniu z kwitnącymi roślinami, co stanowi doskonałą ilustrację współewolucji.