Filogeneza W 1968 taksonom Robert Hoffstetter umiejscowił szczątki nieznanego rodzaju leniwca w rodzinie Megatheridae, w nieuznawanej obecnie podrodzinie Planopsinae, argumentując to głównie podobieństwem kości udowej i kości kostki. Gdy rodzaj otrzymał nazwę w 1995, został przeniesiony do podrodziny Nothrotherinae. W 2004 podrodzina ta została podniesiona do rangi rodziny, a rodzaj znalazł się we własnej podrodzinie Thalassocninae. W 2017 podrodzina została ponownie przeniesiona do Megatheridae. Przypuszcza się, że Thalassocninae oddzieliły się od Megatherinae około 16 mln lat temu w miocenie. Jednak analiza z 2018 sugeruje utrzymanie podrodziny w Northotheridae. Jako że obie rodziny są siostrzane, a Thalassocninae byłyby bazalnymi przedstawicielami, dokładne ustalenie umiejscowienia może być trudne.
5 gatunków zdaje się tworzyć gatunek temporalny, jednak istnieje możliwość, że T. antiquus nie jest bezpośrednim przodkiem T. natans.