Par la variété de ses structures, l'androcée fournit des caractères de discrimination efficaces, mais les classifications modernes font appel aux critères relatifs au gynécée et au pollen. Aux caractères qui évoquent une parenté entre Cucurbitaceae et Asteraceae ou Campanulaceae (gamopétalie, cheminée anthérale, etc.) s'oppose la présence d'ovules bitéguminés et crassinucellés typiques, entre autre, des
Dilleniidae. En outre, le pollen binucléé, les vrilles, le fruit et les graines, le type biologique lianescent sont très comparables à ce que l'on trouve chez les
Passifloraceae, admises parfois dans l'ordre des Violales.
La signification phylogénique des Cucurbitaceae, comme leur position dans la classification des Magnolopsides, varie donc considérablement selon que l'on accorde la prépondérance à l'un ou à l'autre des groupes de critères. Ainsi Hutchinson (1959) réunit sous le nom de Cucurbitales les Cucurbitaceae, les
Datiscaceae, les
Begoniaceae et les
Caricaceae, soulignant que toutes dérivent des
Passiflorales.
L'extrême originalité de l'ensemble des structures rencontrées chez les seules Cucurbitaceae, les indications que l'on peut tirer de leurs types de diversification géographique permettent cependant de les considérer comme une famille bien définie, anciennement différencié. Emberger (1960) admet effectivement que la famille des Cucurbitaceae constitue, dans un même phylum, l'ordre des Cucurbitales, parallèlement aux ordres des Violales et des Synantherales. Des classifications plus récentes incluent les Cucurbitaceae au sein de l'ordre des Violales, lui-même rattaché à la sous-classe des Dilleniidae, éloignant ces familles des
Caryophyllales.
Les Cucurbitaceae sont divisées en deux sous-familles.
La sous famille des
Cucurbitoideae renferme huit tribus, groupe des plantes à style unique, aux vrilles non ramifiées ou avec 2-7 ramifications dans la partie inférieure, s'enroulant uniquement au dessus du point de ramification. Le pollen est morphologiquement varié et les graines sont non ailées.
La tribu des
Joliffieae comprend des espèces aux ovules généralement horizontaux, à l'hypanthium court, aux pétales fimbriés ou à écailles basales, et au pollen réticulé :
Telfairia d'Afrique tropicale,
Momordica des régions tropicales de l'Ancien Monde.
La tribu des
Benincaseae est caractérisée par des ovules horizontaux, un hypanthium court chez les fleurs femelles, des fruits généralement lisses et indéhiscents, des sacs polliniques convolutés et un pollen réticulé :
Acanthosicyos du sud de l'Afrique tropicale,
Ecballium des régions méditerranéennes,
Benincasa de l'Asie tropicale,
Bryonia de l'Eurasie,
Coccinia des régions tropicales de l'Ancien Monde et
Citrullus des régions tropicales et subtropicales de l'Ancien Monde.
La tribu des
Melothrieae se caractérise par des ovules horizontaux, un hypanthium en forme de cloche ou cylindrique chez les deux sexes, des sacs polliniques droits ou presque et un pollen réticulé :
Dendrosicyos,
Trochomeria d'Afrique tropicale,
Corallocarpus des régions tropicales de l'Ancien Monde,
Cucumeropsis d'Afrique tropicale,
Cucumis d'Afrique et d'Asie,
Ibervillea du sud de l'Amérique du nord,
Kedrostis des régions tropicales de l'Ancien Monde,
Seyrigia, lianes succulentes aphylles de Madagascar,
Zehneria des régions tropicales de l'Ancien Monde,
Gurania, lianes avec un hypanthium et des sépales rouges ou orange, pollinisées par les oiseaux-mouches, originaire des régions tropicales du Nouveau Monde.
La tribu des
Schizopeponeae se caractérise par des ovules pendants dans un ovaire triloculaire, 3 étamines libres, un fruit à déhiscence trivalvaire explosive et un pollen réticulé :
Schizopepon, de l'est de l'Asie.
La tribu des
Cyclanthereae se caractérise par un ou plusieurs ovules érigés dans un ovaire uniloculaire possédant 1-3 placentas, des étamines aux filets soudés en une colonne centrale, des fruits souvent épineux, généralement déhiscents, souvent de façon explosive et un pollen ponctué, non épineux :
Apatzingania aux fruits geocarpiques, du Mexique,
Cyclanthera du Nouveau-Monde,
Elateriopsis des régions tropicales du Nouveau-Monde,
Marah du sud-ouest des Etats-Unis,
Echinocystis de l'Amérique du nord.
La tribu des
Sicyoeae comprend des espèces à l'ovule unique et pendant, à l'ovaire uniloculaire, aux filets soudés en une colonne centrale, aux fruits monospermes indéhiscents, généralement dur ou coriace, et au pollen épineux :
Polakowskia et
Sechium de l'Amérique centrale,
Sicyos du Nouveau-Monde, du Pacifique et de l'Australie...
La tribu des
Trichosantheae comprend des genres aux ovules horizontaux, à l'hypanthium long et tubulaire chez les deux sexes, aux pétales fimbriés ou entiers, au fruit charnu ou sec, déhiscent par trois valves, et au pollen strié, lisse, ou grumelé :
Hodgsonia et
Tricosanthes de l'Asie tropicale,
Peponium d'Afrique et de Madagascar...
La tribu des
Cucurbiteae est caractérisée par des ovules horizontaux ou érigés, un fruit charnu et indéhiscent, mono- ou polysperme, un pollen de grande taille épineux, aux pores nombreux :
Calycophysum, d'Amérique tropicale, pollinisé par les chauves-souris,
Cucurbita du Nouveau-Monde,
Sicana des régions tropicales du Nouveau-Monde...
La sous-famille des
Zanonioideae ne comprend qu'une seule tribu, les
Zanonieae, avec 2-3 styles, des vrilles à 2 ramifications apicales s'enroulant au dessus et en dessous du point de ramification, des ovules pendants, un pollen de petite taille, strié et uniforme, et des graines souvent ailées. Elle comprend :
Fevillea d'Amérique du sud tropicale,
Alsomitra d'Asie tropicale,
Gerrardanthus d'Afrique tropicale,
Xerocisyos de Madagascar, aux feuilles succulentes,
Cyclantheropsis d'Afrique tropicale et de Madagascar, au fruit monosperme en forme de samare et
Zanonia d'Indo-Malaisie... Des deux sous-familles, les Zanonioideae sont les moins spécialisées.
