多系群（英语：Polyphyletic group）在生物系统发生学中，是指一个分类群当中的成员，在演化树上分别位在相隔着其他分支的分支上；也就是说，该分类群并不包含其所有成员的最近共同祖先。一般而言，生物的科学分类会尽量避免使一个正式的分类群成为多系群。

举例而言，“恒温动物”（温血动物）通常指鸟类与哺乳类，但是鸟类与哺乳类的祖先皆为变温动物（冷血动物），因此哺乳类与鸟类的恒温性是分别发展出来，也因此“恒温动物”是一个多系群，且并非一个系统发生学上的分类群。