I Nautiloidi sono un grande e vario gruppo di cefalopodi marini (Mollusca) nella sottoclasse Nautiloidea. Sono iniziati nel tardo Cambriano. Nautilus è l'unico genere sopravvissuto.
I nautiloidi fiorirono durante la prima era paleozoica, quando erano i principali animali predatori. Hanno sviluppato una straordinaria gamma di forme di conchiglie. Si conoscono circa 2.500 specie di nautiloidi fossili, anche se solo poche specie sopravvivono oggi.
I nautiloidi fanno parte del gruppo di animali conosciuti come cefalopodi. I cefalopodi sono una classe avanzata di molluschi. I cefalopodi includono anche ammonoidi, Belemniti e i moderni coleoidi come il polpo e il calamaro.
Tradizionalmente, la classificazione più comune dei cefalopodi è stata una triplice divisione in nautiloidi, ammonoidi e coleoidi. Questo articolo riguarda i nautiloidi in questo senso ampio, a volte chiamato Nautiloidea sensu lato.
Cladisticamente parlando, i nautiloidi sono un gruppo parafiletico unito da caratteristiche primitive condivise (basali) che non si trovano nei cefalopodi derivati. In altre parole, sono un grado evolutivo che si pensa abbia dato origine sia agli ammonoidi che ai coleoidi. Sono definiti dall'esclusione di entrambi questi gruppi discendenti. Sia gli ammonoidi che i coleoidi discendono probabilmente dai bactritidi, che a loro volta sono nati dai nautiloidi ortoceridi a guscio dritto.
Gli ammonoidi (un gruppo che include le ammoniti e le goniatiti) sono cugini estinti dei nautiloidi che si sono evoluti presto nel Devoniano, circa 400 milioni di anni fa.
