Les Polygonaceae sont une famille encore peu évoluée. On y trouve certains caractères monocotyloïdes : l'ochréa d'origine ligulaire, le pollen lisse et la racine principale avortant souvent. L'origine monophylétique de la famille est confirmée par des études moleculaires (M. W. Chase et al. 1993; P. Cuénoud et al. 2002; A. S. Lamb Frye et K. A. Kron 2003).
La famille est, semble-t-il, relativement récente. Des restes fossiles sont connus dans tout l'Éocène, et ont été retrouvés dans les ambres de la Baltique. Les éléments les plus archaïques seraient arbustifs à fleurs cycliques et trimères(R. A. Laubengayer 1937). À partir de ce type, par un jeu complexe de dédoublements, de fusions, d'avortements sont nés d'autres types floraux. Mais des études plus récentes concluent à l'ancienneté des fleurs pentamères (A. S. Lamb Frye et K. A. Kron, 2003). Ces études ont aussi confirmé ces résultats par l'étude du bois et du port végétatif.
L'appréciation des affinités diverge suivant les auteurs. Pour L. Emberger, des liens étroits unissent
Polygonales et
Urticales ; il les classe dans le même phylum. Toutefois, il ne leur dénie pas des affinités avec les
Caryophyllales, avec qui elles ont des caractères communs tels que la persistance du périgone, la similitude du plan floral, les anomalies vasculaires. Pour J. Hutchinson, Polygonales et Urticales ne paraissent voisines que par convergence. Cet auteur pense, comme A. Gundersen et A. Takhtajan, que Polygonales et Caryophyllales dérivent d'un ancêtre commun. M. C. Leredde admet cette hypothèse ainsi que G. Roberty et S. Vautier. Enfin, des études moléculaires et d'autres portant sur l'anatomie du bois raproche les Polygonaceae des
Plumbaginacee (S. Carlquist 2003).
Les Polygonaceae ont été divisées en un nombre variable de sous-familles (S. A. Graham and C. E. Wood Jr. 1965; K. Haraldson 1978; J. Brandbyge 1993), mais deux d'entre elles sont constantes : les Eriogonoideae et les Polygonoideae. Des études portant sur le gene chloroplastidien rbcL ont suggéré que si la premiere était monophylétique, la seconde était paraphylétique. Ici, cinq sous-familles définies par la structure des fleurs et le port.
La sous-famille des
Triplarioideae groupe des espèces à port arborescent, et à fleurs trimères cycliques.
La sous-famille des
Ruminicioideae rassemble des genres au port herbacé, et aux fleurs trimères cycliques :
Rumex, aux fleurs verdâtres, rougeâtres ou jaunâtres, originaires des régions tempérées de l'hémisphère nord ;
Rheum, herbes vigoureuses à grandes feuilles, originaires de Sibérie et de l'est de l'Asie ;
Koenigia...
La sous-famille des
Eriogonoideae rassemble des genres au port herbacé, aux tiges dépourvues d'ochréa, et aux fleurs trimères cycliques :
Calligonum, arbustes xérophytes ressemblant à des genets, originaires d'Asie centrale ;
Podosterus, arbuste épineux mexicain à fleurs roses, parfois cultivé en serre chaude ;
Eriogonum, herbes annuelles ou vivaces et sous-arbrisseaux originaires des régions chaudes et sèches de l'ouest de l'Amérique du nord, de nombreuses espèces sont laineuses et possèdent de petites grappes de fleurs blanches.
La sous-famille des
Coccoloboideae groupe des genres au port arborescent, aux fleurs pentamères spiralées, et à l'albumen ruminé :
Coccoloba, arbres, arbustes et plantes grimpantes tropicaux ;
Muehlenbeckia, plantes grimpantes ou ligneuses natives de l'hemisphère sud...
La sous-famille des
Polygonoideae rassemble des genres au port herbacé, et aux fleurs pentamères spiralées :
Brunnichia, plantes grimpantes à feuilles caduques ;
Polygonum, herbes vigoureuses et envahissantes, vivaces, avec quelques espèces ligneuses grimpantes, aux fleurs souvent roses ou blanches pollinisées par les insectes ;
Fagopyrum, herbes annuelles ou vivaces, aux tiges souvent succulentes, originaires des régions tempérées d'Eurasie ;
Atraphaxis, genre arbustif des régions semi-désertiques des régions du sud-est de l'Eurasie centrale...
La délimitation des genre est source de nombreuses discussions, particulierement concernant le genre
Polygonum.
Les Polygonaceae sont des plantes cosmopolites, qui ont une préférence marquée pour les zones tempérées et froides de l'hémisphère Nord. Toutefois, quelques genres sont propres à l'hémisphère Sud : Oxygonum à Madagascar et en Afrique australe ; Muehlenbeckia en Australie et en Nouvelle-Zélande ; Antigonon au Mexique et en Amérique centrale et Coccoloba en Amérique tropicale.
