วงศ์ย่อย Picinae ซึ่งรวมถึง นกหัวขวานแท้เป็นหนึ่งในสี่วงศ์ย่อยที่ประกอบกันเป็นวงศ์ นกหัวขวาน Picidaeนกหัวขวานแท้พบได้ทั่วโลก แต่ไม่พบในมาดากัสการ์หรือออสเตรเลีย

นกหัวขวานได้รับชื่อภาษาอังกฤษนี้เนื่องจากนกบางชนิดมีนิสัยชอบเคาะและจิกต้นไม้ เสียงดัง ด้วยจะงอยปากและหัว การกระทำนี้เป็นทั้งวิธีการสื่อสารเพื่อส่งสัญญาณแสดงความเป็นเจ้าของอาณาเขตแก่คู่แข่ง และเป็นวิธีการค้นหาและเข้าถึงตัวอ่อนของแมลงที่พบอยู่ใต้เปลือกไม้หรือในอุโมงค์คดเคี้ยวในต้นไม้หรือท่อนไม้ตั้งตรง

นกหัวขวานและนกคอคด บางชนิด ในอันดับ Piciformes มีเท้าแบบซิกโกแดค ทิล คือมีสองนิ้วชี้ไปข้างหน้าและสองนิ้วชี้ไปข้างหลัง เท้าเหล่านี้แม้จะปรับตัวให้เหมาะกับการเกาะพื้นผิวแนวตั้ง แต่ก็สามารถใช้ในการจับหรือเกาะกิ่งไม้ได้เช่นกัน นกหลายชนิดมีเพียงสามนิ้ว ลิ้นที่ ยาวของนกหัวขวาน ซึ่งในหลายกรณีมีความยาวเท่ากับตัวนกหัวขวานเอง สามารถยื่นไปข้างหน้าเพื่อจับแมลงได้ ลิ้นของนกหัวขวานไม่ได้ติดอยู่กับหัวในลักษณะเดียวกับนกส่วนใหญ่ แต่จะม้วนกลับขึ้นไปรอบกะโหลกศีรษะ ทำให้ลิ้นมีความยาวได้มาก

นกหัวขวานจะเริ่มจากการใช้หัวเคาะลำต้นเพื่อหาโพรงเมื่อเจอโพรงแล้ว นกหัวขวานจะเจาะเนื้อไม้จนกระทั่งเป็นช่องเปิดเข้าไปในโพรง จากนั้นมันจะสอดลิ้นเข้าไปในโพรงเพื่อหาตัวหนอนลิ้นของนกหัวขวานนั้นยาวและปลายลิ้นมีหนามแหลม มันจะใช้ลิ้นแทงตัวหนอนและดึงมันออกมาจากลำต้น

นกหัวขวานยังใช้จะงอยปากของมันเจาะรูขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อสร้างรัง ซึ่งอยู่ลึกจากปากรังประมาณ 15-45 เซนติเมตร (6-18 นิ้ว  ) รังเหล่านี้บุด้วยเศษไม้เท่านั้นและมีไข่สีขาว 2-8 ฟองเนื่องจากรังอยู่ลึกจากสายตา จึงไม่เป็นที่สังเกตของสัตว์ผู้ล่า และไข่ไม่จำเป็นต้องพรางตัว โพรงที่นกหัวขวานสร้างขึ้นยังถูกนำมาใช้เป็นรังซ้ำโดยนกชนิดอื่น เช่นนกกาเหว่านกสตาร์ลิงเป็ดบางชนิดและนกฮูกรวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่นกระรอกต้นไม้ 

การปรับตัวหลายอย่างรวมกันเพื่อปกป้องสมองของนกหัวขวานจากการกระแทกอย่างรุนแรงที่เกิดจากพฤติกรรมการจิก: มันมีกะโหลกที่ค่อนข้างหนาและมีกระดูกที่ค่อนข้างเป็นรูพรุนเพื่อรองรับสมอง; มีน้ำไขสันหลัง น้อยมาก ในช่องใต้เยื่อหุ้มสมองชั้นนอก ที่เล็ก ; นกจะหด กล้ามเนื้อ ขากรรไกรก่อนที่จะกระทบ ทำให้แรงกระแทกส่งผ่านไปยังส่วนอื่นของร่างกายและช่วยดูดซับแรงกระแทก; สมองที่มีขนาดค่อนข้างเล็กของมันมีโอกาสกระทบกระเทือนน้อยกว่าสัตว์ชนิดอื่น^{[ 1 ]}

นกหัวขวานบางชนิดมีข้อต่อที่ดัดแปลงระหว่างกระดูกในกะโหลกศีรษะและขากรรไกรบน รวมถึงกล้ามเนื้อที่หดตัวเพื่อดูดซับแรงกระแทกจากการตอก กล้ามเนื้อคอและขนหางที่แข็งแรง และจะงอยปากที่เหมือนสิ่ว เป็นการปรับตัวเพื่อการตอกที่พบได้ในนกหัวขวานส่วนใหญ่ นกหัวขวานชนิดอื่นๆ เช่น นกหัวขวานฟลิกเกอร์ ใช้ลิ้นยาวของมันเป็นหลักในการจับเหยื่อจากพื้นดินหรือจากใต้เปลือกไม้ที่หลวม มันมีการปรับตัวเพื่อดูดซับแรงกระแทกน้อย และชอบหากินบนพื้นดินหรือสกัดไม้และเปลือกไม้ที่เน่าเปื่อย ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่พบในนกนอกวงศ์นกหัวขวาน โครงสร้างกะโหลกศีรษะที่ "ต่อเนื่อง" ตั้งแต่แบบที่เชี่ยวชาญน้อยไปจนถึงแบบที่เชี่ยวชาญมากสำหรับการตอก พบได้ในสกุลต่างๆ (กลุ่มของสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง) ของนกหัวขวานที่ยังมีชีวิตอยู่ในปัจจุบัน ในหนังสือคลาสสิก "Birds of America" ​​ของจอห์น เจมส์ อออดูบอนได้อธิบายถึงความแตกต่างเล็กน้อยใน ความยาวของเขากระดูก ไฮออยด์ที่พบในนกหัวขวานสายพันธุ์ต่างๆ ที่ยังมีชีวิตอยู่ ส่วนที่หย่อนของลิ้นจะถูกเก็บไว้ใต้ผิวหนังที่หลวมด้านหลังคอ กระดูกชิ้นเล็กๆ เหล่านั้นจะแยกออกเป็นลิ้นสองส่วน แล้วกลับมารวมกันอีกครั้งก่อนที่จะเข้าไปในจะงอยปาก

ระบบการจำแนกนกหัวขวานค่อนข้างซับซ้อน โดยอิงจากสมมติฐานที่ว่าการบรรจบกันของรายละเอียดขนและพฤติกรรมนั้นต่ำเกินจริง จึงมีการแบ่งออกเป็น 5 วงศ์ย่อย อย่างไรก็ตาม ปรากฏว่ารูปแบบขนและวิถีชีวิตที่คล้ายคลึงกันนั้นไม่สามารถใช้เป็นเกณฑ์ที่เชื่อถือได้ในการกำหนดความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการระดับสูงของนกหัวขวาน ดังนั้นจึงควรยอมรับเพียง 3 วงศ์ย่อยเท่านั้น

ตัวอย่างเช่น สกุลDryocopus ( ยูเรเซียและอเมริกา ) และCampephilus (อเมริกา) ของนกหัวขวานขนาดใหญ่เคยเชื่อกันว่าก่อตัวเป็นกลุ่มที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม พวกมันไม่มีความสัมพันธ์กันเลย และกลับใกล้เคียงกับสกุลMulleripicusและChrysocolaptesของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ตามลำดับ นอกจากนี้ การจัด สกุลของหลายชนิด เช่นนกหัวขวานสีน้ำตาลแดงพบว่าผิดพลาด และอนุกรมวิธานบางกลุ่มที่มีความสัมพันธ์ไม่ชัดเจนอาจถูกจัดไว้ในแผนภูมิวิวัฒนาการ^{[ 2 ] [ 3 ]}

ในปี 1975 จอห์น โมโรนีและเพื่อนร่วมงานในรายการอ้างอิงของนกทั่วโลกได้แบ่งนกหัวขวานแท้เป็นหกเผ่าได้แก่ Melanerpini, Campetherini, Colaptini, Campephilini, Picini และ Meiglyptini ^{[ 4 ]}การจำแนกประเภทนี้ถูกนำมาใช้ในปี 1982 โดยเลสลีย์ ชอร์ตในหนังสือ Woodpeckers of the World ของ เขา^{[ 5 ]}การนำวิธีการทางโมเลกุลมาใช้ทำให้เกิดการจัดระเบียบวิวัฒนาการใหม่อย่างมาก ทำให้กลุ่มก่อนหน้านี้ล้าสมัย ในปี 2005 เดวิด เวบบ์และวิลเลียม มัวร์ได้แบ่งสกุลนกหัวขวานหลักออกเป็นสามเผ่า ได้แก่ Megapicini, Malarpicini และ Dendropicini ^{[ 6 ]}ชื่อเหล่านี้ได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็วจากนักปักษีวิทยาคนอื่นๆ แต่ในปี 2013 เอ็ดเวิร์ด ดิกคินสันและเลสลี คริสติดิสในฉบับที่สี่ของHoward and Moore Complete Checklist of the Birds of the Worldได้ปฏิเสธชื่อใหม่เหล่านี้โดยอ้างว่าชื่อก่อนหน้านี้มีมาก่อน Malarpicini, Megapicini และ Dendropicini ของ Webb และ Moore ถูกแทนที่ด้วย Pici, Campephilini และ Melanerpini นอกจากนี้ Dickinson และ Christidis ยังได้แนะนำ Nesoctitini สำหรับ piculets ของ Antillean และ Hemicircini สำหรับสองชนิดใน Hemicircus ทำให้มีเผ่าทั้งหมดห้าเผ่า^{[ 7 ]}

• วิดีโอเกี่ยวกับนกหัวขวานในคอลเลกชันนกบนอินเทอร์เน็ต
• กายวิภาคศาสตร์และวิวัฒนาการของลิ้นนกหัวขวาน