Se han descrito diversas subespecies de Piaya cayana, reconociéndose actualmente catorce (Payne, 2005:332). La delimitación de estas subespecies se fundamenta principalmente en diferencias de tamaño corporal y coloración del plumaje, aunque no siempre es evidente la correspondencia entre estas variaciones y el color del anillo ocular. En este sentido, se considera necesaria una revisión moderna y exhaustiva de la variación geográfica de Piaya cayana, basada en múltiples caracteres, incluida la evidencia genética.
La mayoría de las subespecies presumiblemente se intergradan en las zonas donde sus áreas de distribución entran en contacto. No obstante, en el sur de México, Binford (1989:128) observó especímenes intermedios entre P. c. thermophila y P. c. mexicana, pero destacó que lo abrupto y raro de dicha intergradación sugieren que estas dos formas podrían representar especies distintas.
Con base en un análisis filogenético de secuencias de ADN mitocondrial, Sorenson & Payne (2005:91) propusieron la división de la familia en cinco subfamilias. Piaya fue ubicada dentro de Cuculinae, subfamilia de distribución global, y su género hermano identificado como Coccyzus, de distribución neotropical. Tradicionalmente, Piaya incluía tres especies; sin embargo, los autores demostraron que Coccycua minuta forma un clado junto con dos especies anteriormente asignadas a Coccyzus. Estas tres especies constituyen actualmente el género Coccycua. En consecuencia, Piaya comprende solo dos especies válidas: P. cayana y P. melanogaster (Alma de gato negro).
El siguiente resumen de la distribución y los caracteres de las subespecies se basa en Peters (1940:44) y Payne (2005:332):
- Piaya cayana mexicana, Swainson 1827; (monotípica)
Se encuentra en la vertiente del Pacífico de México, al sur del Istmo de Tehuantepec.
Color castaño rojizo más claro en el haz; envés de las timoneras rojizo, con barras subterminales negras y puntas blancas anchas. - Piaya cayana thermophila, Sclater 1859; (monotípica)
Este de México, a través de Centroamérica hasta Panamá y el noroeste de Colombia.
Color castaño rojizo relativamente oscuro en el dorso; vientre y cubiertas subcaudales de gris oscuro a negro; parte inferior de las timoneras negra; puntas blancas de las timoneras relativamente estrechas. - Piaya cayana nigricrissa, Cabanis 1862; (monotípica)
Oeste de Colombia (y al este hasta las laderas de los Andes centrales), oeste de Ecuador y noroeste de Perú.
Similar a la thermophila, pero con plumaje más oscuro; vientre y cubiertas subcaudales negruzcas. - Piaya cayana mehleri, Bonaparte 1850
Se encuentra en el noreste de Colombia, desde el Golfo de Urabá hasta el valle del Magdalena y la vertiente occidental de los Andes orientales, al este a lo largo de la costa norte de Venezuela hasta la Península de Paria. - Piaya cayana mesura, Cabanis & Heine 1863
Colombia al este de los Andes, este del Ecuador y noreste del Perú. - Piaya cayana circe, Bonaparte 1850
Se encuentra en Venezuela, al sur del lago Maracaibo. - Piaya cayana cayana, Linné 1766
Este y sur de Venezuela a través de las Guayanas y ribera sur a norte del bajo Amazonas. - Piaya cayana insulana, Hellmayr 1906
En Trinidad. - Piaya cayana obscura, Snethlage 1908
Centro de Brasil, sur del Amazonas hasta el alto Ji-Paraná, este de Perú y norte de Bolivia. - Piaya cayana hellmayri, Pinto 1937
En Brasil al sur del Amazonas, desde Santarem al este hasta la desembocadura del Amazonas, y costa norte de Maranhão. - Piaya cayana pallescens, Cabanis & Heine 1863
Este de Brasil. - Piaya cayana cabanisi, Allen 1893
Sur y centro de Brasil (Centro de Mato Grosso y Goiás a norte de São Paulo). - Piaya cayana macroura, Gambel 1849
Sureste de Brasil a Paraguay, noreste de Argentina y Uruguay.
Parte superior oscura; vientre y cubiertas subcaudales negruzcas. - Piaya cayana mogenseni, Peters 1926
Sur de Bolivia a noroeste de Argentina.
Parte superior rojiza más clara; garganta rojiza; parte inferior gris oscuro (no negruzca).