Pozycję petrelka modrego w obrębie rodziny przedstawia poniższy kladogram będący uproszczonym fragmentem drzewa filogenetycznego całej rodziny burzykowatych:
W bazie timetree.org w kwietniu 2022 dostępne było tylko jedno badanie, którego wyniki określałyby moment oddzielenia się Halobaena od Pachyptila. Według Jetz et al. (2012) miało to miejsce blisko 17,2 mln lat temu.
Badanie sekwencji genu cytochromu b oraz mikrosatelitów z 18 loci wykazało brak wyraźnej struktury genetycznej w populacji petrelków modrych, co wskazuje na silny przepływ genów pomiędzy populacjami i duże tempo migracji.
Morfologia Długość ciała petrelków modrych wynosi 26–32 cm, rozpiętość skrzydeł: 62–71 cm. Masa ciała wynosi około 200 g; przykładowo u 215 osobników z Wyspy Mariona: 163–251 g (średnio 202 ± 17,5 g), u 103 osobników z Wysp Kerguelena: 154–268 g (średnio 198 ± 20 g). Zmienia się w zależności od kondycji ptaka. Wysiadujące petrelki modre zmieniają swojego partnera zwykle co 8–12 dni. Same wyruszają na morze i zanim wrócą, ich masa ciała może zwiększyć się o blisko 29 g do 63 g – wraz z postępem inkubacji zwiększa się przyrost masy ciała, aż do około 6 g na dobę. Przeciętna masa ciała na początku i na końcu zmiany jest znacząco odmienna na różnych etapach inkubacji.