Представления учёных о систематическом положении троодона изменялись на протяжении времени. 2

Первоначально зуб троодона был классифицирован Джозефом Лейди как «лацертилиан» (ящерица). 1 Но в 1901 году Франц Нопча фон Фельсо-Сильвас переназначил его как динозавра-мегалозаврида. 1

В 1924 году Гилмор предположил, что зуб принадлежал травоядному пахицефалозавру Stegoceras и что Stegoceras на самом деле был младшим синонимом Troodon. 1 Классификации троодона как пахицефалозавра придерживались в течение многих лет, в течение которых семейство Pachycephalosauridae было известно как Troodontidae. 1

В 1945 году Чарльз Мортрам Штернберг отверг возможность того, что троодон был пахицефалозавром из-за его более сильного сходства с зубами других плотоядных динозавров. 1 Поскольку троодон теперь классифицировался как теропод, семейство Troodontidae больше не могло использоваться для обозначения куполообразных динозавров, поэтому Штернберг назвал для них новое семейство Pachycephalosauridae. 1

В 1987–1988 годах исследования палеонтологов Филла Карри и Грегори Пола позволили признать образцы Stenonychosaurus inequalis, Polyodontosaurus grandis и Pectinodon bakkeri в качестве младших синонимов и включить их в один род — троодон (Troodon). 2

Однако новые исследования, проведённые в 1990 году всё тем же Карри, показали различия между троодонами из формаций Джуди Ривер, Ланс и Хелл Крик. 2 Он предположил, что остатки из разных мест принадлежали разным видам. 2

В 2017 году анализы показали, что род Troodon является недиагностическим, из-за чего некоторые из хорошо сохранившихся образцов троодонтид из формации Парк динозавров в Альберте, Канада, были отнесены к Stenonychosaurus, а другие — к новому роду Latenivenatrix. 35