Klasyfikacja thumb|left|Czaszka rapetozaura Rapetozaur należy do rodziny Nemegtosauridae, której inni przedstawiciele są znani z Azji i być może Afryki oraz Ameryki Południowej. Razem z kilkoma innymi rodzinami należy ona do Titanosauria – grupy zauropodów definiowanej jako obejmującą ostatniego wspólnego przodka andezaura i saltazaura oraz wszystkich jego potomków. Jest to najliczniejsza grupa zauropodów, jednak enigmatyczna. Do czasu odkrycia rapetozaura były one znane zaledwie z bardzo fragmentarycznych skamieniałości – pojedynczych kości, zwykle pozaczaszkowych. Pierwszy opisany przedstawiciel tytanozaurów – Titanosaurus został opisany na podstawie pojedynczych pozaczaszkowych elementów. Z czasem zaczął on być używany jako „takson worek”, do którego gatunków zaliczano fragmentaryczne, często niediagnostyczne szczątki zauropodów z różnych części świata. Mimo że to właśnie od niego pochodzą nazwy kladów Titanosauria i Titanosauridae (przez niektórych uznawany za nieaktywny) jest uważany obecnie za nomen dubium. Tytanozaury razem z brachiozaurydami i kamarazaurydami należą do grupy zwanej Macronaria („duże nozdrza”). Większość przedstawicieli tego kladu miała wysokie czaszki, jednak u nemegtozaurydów i saltazaurydów były one niskie i wydłużone.