Après avoir trouvé ou reconnu une météorite, la première tâche du scientifique consiste à la classifier. Il existe trois grandes familles de météorites : les pierreuses, les métalliques et les mixtes. C'est la proportion de métal que contient la météorite qui détermine à quelle famille elle appartient. Les météorites métalliques sont composées à 98 % de fer, les mixtes en contiennent 50 % et les pierreuses, entre 20 et 27 %. Chacune de ces familles se divise à son tour en différentes sous-classes selon la composition, la structure et la minéralogie des météorites. Les classes les plus fréquentes sont présentées dans le tableau suivant.

Les différentes familles de météorites ne percutent pas la Terre dans les mêmes proportions. La très grande majorité d'entre elles, 93 %, sont des pierreuses. Les métalliques sont beaucoup moins fréquentes, elles comptent pour seulement 6 % des chutes. Finalement, les météorites mixtes sont les plus rares avec 1 % des météorites.

Certains scientifiques utilisent un autre système de classification qui repose sur l'origine des météorites. Certaines proviennent de corps-parents (astéroïdes et planètes) qui ont été modifiés depuis leur formation, il s'agit des météorites différenciées. À l'inverse, les météorites non différenciées ou primitives sont des débris d'astres qui n'ont pas été altérés au fil du temps. Les mêmes classes de météorites se retrouvent dans ce système, mais elles sont distribuées différemment.