最重要的特征是： 智力和感觉能力的进一步发展；保持恒温；繁殖效率的提高；获得食物及处理食物的能力的增强；体表有毛、胎生，一般分头、颈、躯干、抗减四肢和尾五个部分乐战行；用肺呼吸；体温恒定，是恒温动物；脑较大而发达。 哺乳和胎生是哺乳动物最显著的特征。胚胎在母体里发育，母兽直接产出胎儿。母兽都有乳腺，能分泌乳汁哺育仔兽。这一切涉及身体各部分结构的改变，包括脑容量的增大和新脑皮的出现，视觉和嗅觉的高度发展，听觉比其他脊椎动物有更大的贸减特化；牙齿和消化系统的特化有利于食物的有效利用；四肢的特化增强了活动能力。有助于获得食物和逃避敌害；呼吸、循环系统的完善和独特的毛被覆盖体表有助于维持其恒定的体温，从而保证它们在广阔的环境条件下生存。 胎生、哺乳等特有特征，保证其后代有更高的成活率及一些种类的复杂社群行为的发展。 从原始的鸭嘴兽到高级的灵长类。