中生代时的所有的哺乳动物都很小。在恐龙灭绝后哺乳动物占据了许多生态位。到第四纪时，哺乳动物已经成为陆地上占支配地位的动物了。

在约2亿年前的三叠纪晚期，早期的哺乳动物与恐龙几乎在同一时期正式出现了。当时君临陆地的大小恐龙占据了绝大部分的生态位，而早期的哺乳动物的体型微不足道，主要靠昆虫等生息在丛林中的小型猎物维生。到了6500万年前的白垩纪末期，恐龙可能因为气候变化而迅速灭绝，而哺乳动物则具备恒温特性，而且他们的小型躯体减少了热量的散失，帮助它们在低温和黑夜中存活了下来。

在古近纪之前所有的哺乳动物体型很小，尽是一类体长12厘米左右，与老鼠体型相仿的小型捕猎者。进入新生代后恐龙式微，于是哺乳动物得以占据更多的生态位，并迅速演化出具备丰富多样性的成千上万个不同物种来。在5000万年前就出现了早期的蝙蝠和鲸；等到了4000万年前，如今在哺乳纲下面的各个目就都基本出现了。

到了第四纪，哺乳动物已经成为陆地上占支配地位的动物。虽然冰河期让包括猛犸象在内的一批大型的哺乳动物遭到灭顶之灾，但大部分能存活至今的物种一直就没有发生太多变化。

多数身体被毛；体温恒定；胎生（单孔类例外）和哺乳；心脏左、右两室完全分开，左心室将鲜血通过左动脉弓泵至身体各部；脑颅扩大，脑容量增加；中耳具有3块听骨；下颌由1块齿骨构成，与头骨为齿-鳞骨关节式；牙齿分化为门齿、犬齿和颊齿；7个颈椎，第1、2颈椎分化为环椎和枢椎。哺乳纲的先进性表现在：脑高度发展；恒温和胎生哺乳。哺乳纲身体结构复杂，有区别于其他类群的大脑结构、恒温系统和循环系统，具有为后代哺乳、大多数属于胎生、具有毛囊和汗腺等共同的外在特征。他们外形多样，小至体长30毫米长有翅膀的凹脸蝠，大至体长33米形同鱼类的蓝鲸。有高度发达的神经系统和感官，能协调复杂的技能活动和适应多变的环境条件，在智力和对环境的反应上远远超过其他类群；

哺乳动物是动物界里是多样化程度最高的一类。他们的身体结构应生存环境的需求而高度特化。最大的哺乳动物蓝鲸的体重（150吨）差不多是最小的凹脸蝠（2克）的7000万倍。他们的外形也是千奇百怪。例如长颈鹿进化出了2米多长的脖子和能从嘴里伸出45厘米的舌头；大象有一条像人手一样灵活的鼻子；海豚长得跟鱼一样；蝙蝠像鸟类一样为了在空中飞翔而有一双翅膀。

哺乳动物具有被毛、高度发达的神经系统和感觉器官。体温高且恒定，减少对环境的依赖性。异型齿，口腔腺发达。

哺乳动物栖息地可以是水中、陆地、地下和空中。能适应极端恶劣环境，如荒漠、高山、草原和极地高寒地区。

哺乳动物是动物界物种中分布最为广泛的一类。作为一类恒温动物，他们能在较寒冷的环境里保持活动能力，而汗腺等器官可以帮助他们在炎热的环境里控制体温，故能适应各种不同温度和地形的生存环境。从热带草原上的羚羊到极地的北极熊再到高山上的鼠兔和沙漠中的骆驼，到处可以见到他们的身影。虽然他们主要在陆地上生活，也有一些种类已经适应在陆地以外的环境中生活，如飞行的蝙蝠和在海洋里生存的海豹、海豚等。

荒漠最主要的特点是干旱，此外还会伴有剧烈的昼夜温差和沙尘暴等恶劣的天气，食物匮乏。适应了在荒漠环境生存的哺乳动物演化出了一系列各具特色的生存技能来管理能量和水分、抵抗炎热的气候并进行经常性的迁徙。

荒漠哺乳动物有各具特色的获取、处理和散失水分的方式。食肉动物一般从猎物的血液和湿润的组织里获得水分，食草动物一般从进食的植物中获得水分，有时它们也会舔食在岩石和植物表面凝结的露水。除了直接以水的方式获得的部分外，它们可以有效利用在消化过程中产生的代谢水。为了减少水分的浪费，它们有高效的肾脏，排出的尿液高度浓缩，粪便也非常干燥。一些荒漠哺乳动物如骆驼在水草丰足的时候会大量进食，将能量和水分保存到位于后背的驼峰内；肥尾跳鼠则将多余的能量保存在尾巴的基部。小型的食用种子的哺乳动物还会将种子储藏到洞穴里，更格卢鼠可在洞穴里贮藏5千克的种子。

为了减少因出汗而散失过多的水分，许多荒漠哺乳动物在白天会找如小山丘和灌木丛的影子等阴凉处休息，小型哺乳动物如跳鼠则会躲藏到洞里，在比较凉爽的清晨和黄昏才会活跃取食。而在夜里由于不易发现捕食者，大型食草动物会在夜间进行移动，从一个取食地点移动到另一个，边走边咀嚼反刍的食物。大羚羊在夜里可以移动超过30千米的距离。一些小型的哺乳动物，如耳廓狐演化出了大型的耳朵来散热。许多荒漠哺乳动物的体温可以比正常值提高一些来减少出汗。

在荒漠中生存的哺乳动物需要经常性迁徙来保证食物和水源的充足供应，它们无论大小都具有长途跋涉的能力。一些大型食草哺乳动物的嗅觉对水汽非常敏感，能大致得知降雨发生的方位而向其迁徙，而食肉动物则会尾随其后。沙漠跳鼠一个夜晚可以移动10千米。

森林生物多样性最丰富的自然环境。林地为动物提供丰富的食物资源和隐蔽场所，保护他们不受地面上的捕食者的威胁。在其中生活的哺乳动物也演化出了适应该种环境的特性。

一些森林哺乳动物如绒毛猴、蛛猴几乎从不下到地面。而貂和虎猫等则是半树栖的。树栖的哺乳动物通过跳跃、飞跃等方式在树枝间移动。旧大陆的长臂猿使用钩状手抓握树枝，美洲的猴类用强有力的尾巴来缠卷树枝。蛛猴的尾巴可以支持全身的重量。松鼠有锋利的爪子来抓紧树皮，以它们的大尾巴来平衡身体。鼯鼠、袋貂等在四肢间长有皮膜，可以在树间滑翔。蝙蝠则具备完整飞行的能力。小鼠、野猪、貘、鹿等哺乳动物在林地的地面上穿行。松鼠等小型哺乳动物常利用树洞筑巢，野猪和鹿等会利用树丛、山坡等地形寻找合适的休息场所避免四面受敌。许多树栖的哺乳动物会直接在树枝上休息。

森林哺乳动物的皮毛大多数是深浅不一的棕色混合而成的，如此融入到生存的环境的背景中去。幼年的鹿和野猪则长有带斑纹的皮毛，易于与林地底部的颜色混合。树栖的猫科动物身上的斑点状纹理，在树上容易与树枝间的透光和斑驳的树影混杂。

草原是开阔的环境，偶尔也会有稀落的树林和灌木生长，一年中的气候基本是干燥的，但也有大规模的季节性暴雨。这些特点让草原哺乳动物演化出了聚集成群落、按季节进行有规律的迁徙的特点。为了躲避天敌，它们要么演化出高速运动的能力，要么挖掘洞道进行穴居。

大型的食草哺乳动物会聚集成大型群落减少成为单个目标的危险，一些个体在进食和休息时经常会有另外一些个体在警戒。有时不同物种之间也会混合聚集起来。在非洲的热带草原上，斑马、羚羊、瞪羚、长颈鹿等混合聚集成世界上最大的野生动物群落，长颈鹿在开阔地带的视野和可视距离都很大，而斑马的嗅觉灵敏，羚羊的听觉敏感，它们共享优势资源，降低被捕食的危险。

热带草原的降水是局部、季节性的。大型食草哺乳动物会逐水而居。角马就以大规模的有规律迁徙而闻名。

草原的开阔地带缺少掩护，无论是埋伏突袭还是逃跑都不容易。食肉动物为了捕获食草动物、食草动物为了活命都演化出了快速运动的能力。非洲的猎豹奔跑时速可以超过100公里，而他们的猎物叉角羚的速度也毫不逊色，它们是哺乳动物中奔跑速度最快的。除了速度以外，一些其他的哺乳动物如野马演化出了持续快速奔跑的能力，让它们能在无边无际的大草原上长距离旅行。

一些小型的哺乳动物如草原犬鼠、鼹鼠等会在草原上挖洞来建造藏身之所。它们会在地下建造复杂而有高度组织的洞道系统。一些洞道会修筑有防水的土丘和带有排水设施。非洲的土豚打出的洞道甚至可以容纳一个人。除了躲避天敌，洞道还可以在草原野火袭来时提供庇护。

极地和高海拔地区气候寒冷，有的终年被冰雪覆盖，食物匮乏。在这种严酷的条件下，哺乳动物演化出了各种不同的策略来应对。

寒冷环境中生存的哺乳动物都有多重的毛发，外层的长毛主要起保护身体、伪装和防水防雪的作用。牦牛的毛发可长达1米。毛发的基层则是一层厚厚的绒毛，具有保暖效果。许多哺乳动物的脚掌上都长有一层浓密的毛，如北极熊和狼等，除了保暖外还能够在冰雪的表面上防滑。北极熊和海豹全身上下都有很厚的皮下脂肪包裹以减少热量的散失。它们身体突出的器官，如鼻子和耳朵，变得短小来减低这些部位降温过快而被冻伤的危险。北极狐等小型的哺乳动物演化出的粗短的身体减小相对其体型的体表面积，尽可能减少体温的散失。

在极地和高山环境因为降雪和融雪的关系，在不同的季节的环境颜色的变化很大。为了在不同的季节都能有效实施伪装，许多极地哺乳动物如北极狐和北极兔每年会换两次毛，夏季换成棕色和深褐色的皮毛，与岩石、泥土和灌木的色彩相近，冬季则换成雪白的厚毛，融入白色的背景中。

高海拔地区空气稀薄，为了提高身体的运氧能力，许多高山哺乳动物的血液中红细胞的密度更高。在山上生活的有蹄类哺乳动物四肢发达，如岩羊等物种演化出了外缘锋利坚硬，内部成柔软的垫状，能在湿滑陡峭的岩壁上能保持良好的抓地能力。它们生存在近乎垂直的悬崖峭壁上躲避捕食者。

在水中生活的哺乳动物其身体设计与陆地上的哺乳动物有很大差别。

水的密度比空气要大，阻力也更大。为了在水中能快速行动，水生哺乳动物都演化出了光滑而流线型的身体。完全水生的海豚、鲸、儒艮、海牛等的后肢退化消失以尾部的鳍和躯干进行波状运动来推进，前肢演化成的鳍状肢来控制方向，海豚科的哺乳动物多有背鳍，这可以防止在行进过程中发生翻滚。半水生的哺乳动物如水獭、海豹等为了陆上生活的需要还保留有厚厚的毛发，四肢也演化为桨状或鳍状肢。海狮主要用前肢推动身体，海豹则主要用后肢。水生哺乳动物的水中运动能力比起许多鱼类有过之而无不及。

许多水生哺乳动物都生活在极地或季节性迁徙到极地。为了在寒冷的海水中保持体温，它们演化出了更大的体型和减小体表的突出器官，如此可减小体表面积相对于全身体积的比例，籍此减少热量的散失。他们也拥有厚厚的皮下脂肪以御寒。部分要上岸生活的物种如海豹、海狮、水獭有非常厚的皮毛，毛发表面还覆盖着防水的油脂。它们在岸上通过晒太阳来减少身体产生热量的能量消耗。

哺乳动物都是用肺呼吸的，它们必须定时回到海面呼吸新鲜空气。动物肌肉内的肌红蛋白可以保存氧并缓释，而水生的哺乳动物的肌红蛋白的含量较高，一些种类的海豹的肌红蛋白含量可以达到陆生哺乳动物的十多倍。

高度发达的神经系统和感官，能协调复杂的机能活动和适应多变的环境条件。

恒温（约为25～37℃），完善的血液循环系统，优良隔热性能的体表毛被和其他体温调节的机制，提供了稳定的内环境，减少了对外界环境的依赖，区别于冷血动物；

胎生哺乳，除最原始的单孔类卵生外，都是胎生。高级种类在胚胎与子宫壁之间形成母子营养交换的组织（即胎盘）。母兽对仔兽进行较长期的哺乳和抚育，从而使后代有较高的成活率，仔兽还可通过学习，获得适应技能；

出现口腔咀嚼和消化，大大提高了对能量的摄取；

具有在陆地上快速运动的能力 。包括肉食动物、草食动物和杂食动物。哺乳动物的生活习性因物种而异，如迁徙、狩猎行为等。

原始哺乳动物的适于在地面行走的五趾型四肢随着适应不同的生活方式而衍生出许多特化类型，如营水生生活的鲸类和海牛类的后肢退化，前肢演变为鳍状；适应飞翔生活的翼手类的指骨延长，指和四肢间发展了翼膜；营地下生活的鼹鼠类的前肢呈铲形，在开旷草原奔跑的有蹄类的四肢趾端具蹄，为了减轻四肢的重量，巨大的肌肉位于臀部；树栖的兽类或是具锐爪便于在树干上攀爬，如松鼠类，或是具长指（趾）便于抓握树枝，如灵长类，还有极为特殊的适应树栖运动的兽类，如南美热带森林中的树懒，其趾端具巨大的钩状爪，用以在树上攀爬和悬挂。

原始兽类主要是以昆虫为食的杂食动物。后因适应不同的生活方式而演变为：杂食者，以动物和植物为食；草食者以植物为食；肉食者以动物为食。

每一类又可细分为许多类型。草食动物牙齿和咬肌发生了许多变化，啮齿类和兔形类发展了可终生生长的凿形门齿，以适应啮咬粗硬的树皮、坚果等；牛科和鹿科动物的上门齿消失，代之以厚的皮肤垫，以适应扯断草茎。犬齿在草食兽类中常常消失，而颊齿则扩大成为有效的研磨结构。肉食兽类与草食兽类相反，有着十分发达的犬齿，便于刺穿捕获物。臼齿数倾向减退，由第4上前臼齿和第1下臼齿构成的裂齿是适于撕咬的工具。最特化的是各种食蚁兽类，如穿山甲、食蚁兽、土豚、针鼹、袋食蚁兽等，它们由于生活方式上的趋同，牙齿都极端退化，而发展了适于舔食蚁类的长而富于粘液的舌。

在环境条件趋于极端化时，兽类的适应十分明显。例如在荒漠环境中，骆驼和跳鼠都有许多保持水分的适应：减少尿中水分，不把水分用于调节体温（出汗），充分利用分解食物产生的水，穴居，夜行等。极地环境的北极狐等都具有十分保暖的毛皮。

哺乳动物在世界各地分布广泛，除了南极洲、北极中心区域和个别岛屿外，全世界的各个角落都有分布。

中国有11目，都是有胎盘类；中国哺乳纲的代表科有鼠兔科、河狸科、蹶鼠科、跳鼠科、睡鼠科，南方属东洋界，代表科有长臂猿科、懒猴科、大熊猫科、灵猫科、鼷鹿科、穿山甲科、狐蝠科、象科、猪尾鼠科、竹鼠科等。

单孔目中有针鼹和鸭嘴兽，产于澳大利亚、塔斯马尼亚和新几内亚，现存只有1目2科3属3种。

哺乳纲除原兽亚纲、真兽亚纲外，还有后兽亚纲，包括各种有袋类，产于南、北美洲、澳大利亚及其邻近岛屿，共7目19科86属约250种；真兽亚纲，包括各种有胎盘类，广布世界各地。

根据兽类的区系特征，全世界被划分为七个动物地理界：古北界、新北界、新热带界、埃塞俄比亚界、东洋界、大洋洲界、南极界。

各地理界均有自己独特的兽类区系，包括特有的目、科、属、种和亚种。世界各动物地理界之间的兽类区系从北向南差异愈来愈大。在古北界和新北界的北部，有许多共同的种，只有亚种的差异；南部开始有不同的种、属；再向南，各地理界之间则有不同的科、目。中国地跨古北、东洋两界，北方属古北界。

哺乳动物广泛分布世界各地，营陆上、地下、水栖和空中飞翔等生活方式；营养方式有草食、肉食和杂食3种类型。

原兽亚纲：原始的卵生哺乳动物，包括现存的单孔目和很多早期哺乳动物。

后兽亚纲：即有袋类，仅有袋目一目，也有人将其分成不同的一目。

真兽亚纲：即有胎盘类，新生代占统治地位的哺乳动物，中国只有这一下纲的哺乳动物。

哺乳动物通过胎生方式繁殖，通过乳腺分泌乳汁喂养幼崽。

胎生哺乳，除最原始的单孔类卵生外，都是胎生。高级种类在胚胎与子宫壁之间形成母子营养交换的组织（即胎盘）。母兽对仔兽进行较长期的哺乳和抚育，从而使后代有较高的成活率，仔兽还可通过学习，获得适应技能；

当中生代末地壳运动加剧，环境发生重大改变时，恐龙等爬行动物难以适应和生存，而哺乳类则显示了很强的竞争能力；哺乳动物有很好的适应环境的能力，身体恒温，具有乳腺，可对幼仔哺乳，脑发达，能够支配行动，胎生(单孔类除外),有利于延续后代等等。所有这些，都为它们的壮大发展提供了自身的优势。进入新生代后，有胎盘类成为哺乳动物大家族的主流，化石和现生哺乳动物的绝大多数都属于有胎盘类。有胎盘类哺乳动物约有30个目，人们熟知的就有食肉目(如猫科动物)、啮齿目(如各种鼠类)、偶蹄目(如猪、牛、羊等)、奇蹄目(如马、驴等)、灵长目(如猴和猿类等)、翼手目(如蝙蝠等)、长鼻目(如象等)和鲸目(如海豚等)。

哺乳动物分为单孔类、有袋类和有胎盘类。单孔类：以鸭嘴兽为代表。有袋类：以袋鼠为代表。有胎盘类：包括原兽类和后兽类以外的所有哺乳动物，是现代哺乳动物的主体。现存19目123科1042属4237种。

哺乳动物（包括化石和现生种类）可分为原兽亚纲、后兽亚纲和真兽亚纲。原兽亚纲包括已绝灭的中生代哺乳动物和现在的单孔目。按照世界哺乳动物物种（Mammal Species of the World）一书在2005年的资料，哺乳纲目前有约5676个（2008版的IUCN红皮书为5488个）不同物种，分布在1229个属，153个科和20个目中，约占脊索动物门的10%，地球所有物种的0.4%。啮齿目（老鼠、豪猪、海狸、水豚等）是哺乳动物中物种最多的目，翼手目（蝙蝠等），食虫目（鼩鼱、鼹鼠、刺猬等）偶蹄目(羚、水牛、猪、鹿等)和食肉目（狮、虎、狐、豹、猫等）等。

现存哺乳动物分属三个亚纲：

一、原兽亚纲

·单孔目

二、后兽亚纲

·负鼠目

·鼩负鼠目

·袋鼬目

·袋狸目

·袋鼹目

·袋鼠目

·智利负鼠目

三、真兽亚纲

·食虫目

·树鼩目

·皮翼目

·翼手目

·食肉目（现将鳍足目并入食肉目，成为其下属的鳍脚亚目）

·海牛目

·长鼻目

·奇蹄目

·蹄兔目

·管齿目

·鲸-偶蹄目（鲸目和偶蹄目合并了）

·鳞甲目

·披毛目（原属贫齿目）

·带甲目（原属贫齿目）

·啮齿目

·兔形目

·象鼩目

·灵长目

研究数据显示，在近12.6万年里共有至少351种哺乳动物灭绝，其中80种是通过公元1500年之后的历史资料得知，其他只是通过化石判定。这表明，这些年来动物灭绝速度一直在增加，对鸟类、爬行动物、两栖动物和辐鳍鱼的观察结果也证明了这一点。

为评估当前变化趋势对生物多样性所构成威胁的严重程度，瑞典哥德堡大学专家收集了近12.6万年来哺乳动物灭绝的数据。他们对灭绝速度的变化情况进行了分析，确定了灭绝速度加快的具体时期，并与同一时期人类数量的变化进行了对比。相关结果发表在《科学进展》杂志上。

专家发现，当前灭绝速度是晚更新世初期的1700倍左右。如果基于现在的水平，351种动物灭绝仅需810年，但如果一直保持12.6万年前的速度，351种动物灭绝则需大约175万年。此外，研究表明，有四个时间段灭绝速度明显加快，分别为6.38万-3.22万年前，1.6万-9500年前，2300-600年前以及180-120年前。

计算机模型数据显示，前两个时间段与殖民澳洲（6.5万-4.4万年前）和美洲（2.4万-1.2万年前）的时间部分吻合。专家因此判断，人类活动是动物灭绝的主要原因。他们研究了人口数量和人类活动面积对动物灭绝速度的影响。结果表明，人口密度反映灭绝速度的准确率为97%左右。专家认为，这一数据还与其他人为因素有关，包括发展狩猎和农业、用火、砍伐森林及城市化等。

专家表示，相比对未来80年动物灭绝情况的预测，当前所获研究结果显得微不足道。他们认为，到2100年，生物多样性面临的威胁会严重增加，将有502至610种哺乳动物灭绝。非洲、美洲和欧亚大陆很可能会有大量动物灭绝：各大陆动物灭绝速度依然保持低水平，但濒临灭绝的动物种类却很多。有力的环境政策有助于减少灭绝威胁。