프시타코사우루스는 프시타코사우루스과의 모식속으로 프시타코사우루스과는 역시 오스본이 1923 년에 명명했다 프시타코사우루스과는 인롱과 아마도 차오양사우루스과를 제외하면 거의 모든 각룡류보다 원시적이다 프시타코사우루스과가 각룡류의 가계도에서 일찍 갈라져나간 가지이긴 하지만 프시타코사우루스 자체는 아마도 각룡류 중 어느 무리와도 직접적인 조상-후손 관계를 가지고 있지 않은 것으로 보인다. 다른 각룡류들은 모두 앞발에 조상으로부터 물려받은 원시형질인 다섯번째 발가락을 그대로 가지고 있으나 프시타코사우루스의 모든 종들은 앞발에 네 개의 발가락만을 가지고 있다. 거기에 더해 두개골의 눈구멍과 콧구멍 사이에 있는 전안와창 역시 프시타코사우루스과에서는 보이지 않으나 대부분의 다른 각룡류, 아니 대부분의 다른 지배파충류에서 찾아볼 수 있다. 다섯번째 발가락이나 전안와창이 한 번 없어졌다가 다른 각룡류나 지배파충류들에서 다시 나타났을 가능성은 매우 낮다고 본다

프시타코사우루스의 여러 종들이 명명되긴 했지만 이들 사이의 관계는 완전히 연구되지 않았기 때문에 이에 대한 과학계의 동의가 이루어지지는 않고 있다 몇몇 계통발생학적 분석이 발표되었고, 그 중 자세한 연구로는 알렉산더 아베리아노프와 동료들이 2006 년에 발표한 것 하이-루 요우와 동료들이 2008 년에 발표한 것 , 그리고 폴 세레노가 2010 년에 발표한 논문 등이 있다

아베리아노프 외 (2006):


요우 외(2008):


세레노 (2010):


P. lujiatunensis 가 다른 모든 종들보다 원시적일 가능성이 제시되었다. 화석 기록에서 가장 일찍 나타난다는 사실과 일관된 것으로 보인다
프시타코사우루스의 얼굴에서 유일하게 다른 파충류와 다른것은?
두개골의 눈구멍과 콧구멍 사이에 있는 전안와창