Als einzige der vier klassischen Unterfamilien sind die Möwensturmvögel (Fulmarinae) offenbar tatsächlich eine monophyletische Gruppe. Sie werden aufgrund typischer Merkmale ihres Schädels und besonders großer Nasenröhren zusammengefasst.
Mit 39 Arten sind die Hakensturmtaucher (Pterodrominae) die größte der klassischen Unterfamilien. Sie leben in tropischen und gemäßigten Breiten. Typisch ist für sie der Flug, ein Wechsel von Gleitphasen und hektisch wirkenden Flügelschlägen. Ihre Nahrung sind hauptsächlich Tintenfische.
Die Walvögel (Pachyptilinae, Pachyptila), auch als Entensturmvögel bekannt, umfassen nur eine Gattung mit sechs Arten, die deutlich von den anderen Sturmvögeln abweichen. Ihr Schnabel ist zu einem Filterinstrument umgewandelt, mit dem sie durch das Wasser pflügen und Plankton fressen können.
Sturmtaucher (Procellariinae) sind je nach Art in unterschiedlichem Maße daran angepasst, ihrer Beute tauchend nachzustellen. Ein dichteres Gefieder und breitere Flügel sind Anpassungen an diese Lebensweise. Oft fliegen sie so dicht über der Oberfläche, dass sie das Wasser zu berühren scheinen.