ตระกูลภาษาอัลตาอิกนี้สามารถแบ่งออกเป็นสาขาต่าง ๆ ได้ดังนี้

สาขากลุ่มภาษาเตอร์กิก (Turkic subfamily)

มีผู้พูดเป็นภาษาแม่ราว 180 ล้านคน รวมผู้ที่พูดเป็นภาษาที่สองราว 200 ล้านคน ใช้พูดในประเทศตุรกี เอเชียกลาง สาธารณรัฐยาคุต สาธารณรัฐบัชคอร์โตสถาน สาธารณรัฐตาตาร์สถาน ในประเทศรัสเซีย และ มณฑลซินเจียงอุยกูร์ในประเทศจีน กลุ่มภาษาเตอร์กิกส่วนใหญ่เป็นผู้พูดภาษาตุรกี ซึ่งคิดเป็น 40% ของผู้พูดกลุ่มภาษานี้ทั้งหมด สาขากลุ่มภาษาเตอร์กิกแบ่งออกได้เป็น

• กลุ่มภาษาโอคูร์ (Oghur Turkic) ได้แก่ ภาษาบุลการ์โบราณ ภาษาคาซาร ภาษาอาวาร์(พันโนเนี่ยนอาวาร์) ปัจจุบันสูญหายหมดเหลือแต่ ภาษาชูวาช
• กลุ่มภาษาเตอร์กใต้หรือโอกุซ (Southern Turkic or Oghuz) ได้แก่ ภาษาตุรกี ภาษาอาเซอร์ไบจาน ภาษาเติร์กเมน
• กลุ่มภาษาเตอร์กเหนือ(ไซบีเรี่ยน เตอร์กิก) (Northern Turkic) ได้แก่ ภาษายาคุท ภาษาดอลกัน ภาษาอูเรียงกัต ภาษาอัลไต
• กลุ่มภาษาเตอร์กตะวันออกหรือชากาไตย(คาร์ลุค) (Eastern Turkic or Chagatai) ได้แก่ ภาษาอุยกูร์ ภาษาอุซเบก
• กลุ่มภาษาเตอร์กตะวันตกหรือคิปชัก (Werstern Turkic or Kipchak) ได้แก่ ภาษาตาตาร์ ภาษาคาซัค ภาษาคีร์กีซ ภาษาการากัลปัก ภาษาบัศกีร์

สาขากลุ่มภาษามองโกล (Mongolic subfamily)

มีผู้พูดประมาณ 10 ล้านคน ใช้มากในประเทศมองโกเลีย เขตปกครองตนเองมองโกเลียใน ดินแดนจุงกาเรียในประเทศจีน สาธารณรัฐคัลมืยคียาและสาธารณรัฐบูรยาเทียในประเทศรัสเซีย แบ่งออกได้ดังนี้

• กลุ่มภาษามองโกลตะวันตกหรือออยรัท (Western Mongol or Oirat) ได้แก่ ภาษาออยรัท ภาษาคาลมิก ภาษาตอร์กุต
• กลุ่มภาษามองโกลตะวันออกหรือคาลฆา (Eastern Mongol or Khalkha) ได้แก่ ภาษาคาลฆา ภาษาเบอร์ยัท ภาษาคอร์ชิน ภาษาออร์ดอส ภาษาทูเมต ภาษาฌาฮาร์
• กลุ่มภาษาต้าเอ้อร์ (Daur) ได้แก่ ภาษาต้าเอ้อร์

สาขากลุ่มภาษาตุงกูซิก (Tungusic subfamily)

มีผู้พูดประมาณ 80,000 คน ใช้มากในไซบีเรียตะวันออก และแถบแมนจูเรียในประเทศจีน สามารถแบ่งออกได้ดังนี้

• กลุ่มภาษาตุงกุสเหนือ (Northern Tungus) ได้แก่ ภาษาอีเวนกิ ภาษาอีเวน ภาษาเนกิดัล
• กลุ่มภาษาตุงกุสใต้ (Southern Tungus) ได้แก่ ภาษาแมนจู ภาษาพูยอ ภาษาซีเปอ ภาษานานาจ ภาษาโอโรเชิน ภาษาอูดิเฮ

สาขาภาษาเกาหลี-ญี่ปุ่น (Korean-Japonic subfamily)

มีผู้พูดประมาณ 180 ล้านคนในประเทศเกาหลี ญี่ปุ่นและหมู่เกาะโอกินาวา แบ่งออกได้ดังนี้

• กลุ่มภาษาเกาหลี (Korean) ได้แก่ ภาษาเกาหลี
• กลุ่มภาษาญี่ปุ่น-รีวกีว (Japanese-Ryukyuan) ได้แก่ ภาษาญี่ปุ่น ภาษาริวกิว

อย่างไรก็ดีนักวิชาการบางท่านอาจจัดกลุ่มภาษาเกาหลี-ญี่ปุ่นเป็นภาษาเอกเทศ (isolated language) เนื่องจากลักษณะบางอย่างในภาษาไม่สอดคล้องกับตระกูลภาษาอัลตาอิก เช่น ภาษาเกาหลีในปัจจุบันไม่เคร่งครัดกฎความสอดคล้องกลมกลืนของสระ ภาษาญี่ปุ่นเป็นคำพยางค์คู่และพยางค์เปิด ไม่ปรากฏลักษณะของความสอดคล้องกลมกลืนของสระซึ่งเป็นลักษณะของตระกูลภาษาออสโตรนีเซีย

ดังนั้นนักวิชาการบางคนจึงกล่าวว่า ภาษาญี่ปุ่นอาจมีตระกูลภาษาออสโตรนีเซียเป็นภาษาพื้นเดิม (substratum) ก่อนที่จะได้รับอิทธิพลจากตระกูลภาษาอัลตาอิก สาขาตุงกุส (superstratum) นอกจากนี้ภาษาทั้งสองยังได้รับอิทธิพลคำศัพท์มาจากภาษาจีนอย่างมากมาย รวมทั้งมีระดับภาษาที่ต่างกันเพื่อแสดงความสุภาพและสถานะของบุคคลซึ่งไม่ใช่ลักษณะของภาษาตระกูลนี้ แม้ว่าลักษณะของวากยสัมพันธ์จะเป็นแบบตระกูลภาษาอัลตาอิก และอาจมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับสาขาภาษาตุงกุสมาก่อน

นอกจากนี้ความสัมพันธ์ทางเชื้อสาย (Genetic relation) ของตระกูลภาษานี้ยังไม่อาจได้รับการยืนยันเนื่องจากการขาดความคล้ายคลึงทางคำศัพท์และหน่วยเสียงระหว่างกลุ่มภาษาที่ไกลกัน จึงไม่แน่ชัดว่าเป็นภาษาที่สืบทอดมาจากภาษาอัลตาอิกดั้งเดิม (Proto-Altaic) เดียวกัน