Assim como todos os cordados, os mamíferos apresentam notocorda em sua fase embrionária e, posteriormente, essa notocorda dará espaço à coluna vertebral, fazendo desses indivíduos vertebrados (subfilo vertebrata).
Também são seres pluricelulares, eucariontes, com simetria bilateral, triblásticos (possuem três folhetos embrionários que darão origem a todos os órgãos e tecidos) e celomados (possuindo celoma, a cavidade interna que servirá, posteriormente, como depósito das vísceras e órgãos).
A principal característica, que dá nome a classe, é a presença de glândulas mamárias, localizadas, geralmente, na região das mamas dos mamíferos. Nas fêmeas, essas glândulas produzem o leite, que serve de alimento nutritivo para os filhotes nos primeiros meses de vida, contendo elevadas concentrações de lipídios, carboidratos e proteínas, como os anticorpos, que possuem função de defesa junto ao sistema imunológico.
Além das glândulas mamárias, outra característica dos mamíferos é a presença de pelos pelo corpo ou, no caso dos seres humanos, em regiões específicas. Os pelos atuam como isolantes térmicos, auxiliando na manutenção da temperatura corporal dos mamíferos, que são homeotérmicos (também chamados de endotérmicos), ou seja, têm temperatura corporal constante, não variando em relação à temperatura ambiente.
Outro mecanismo que auxilia na manutenção da temperatura corporal é encontrado nos mamíferos aquáticos, como as baleias e golfinhos. Nesses animais, a ausência de pelos, para otimizar o nado, é suprida pela presença de uma densa camada de tecido adiposo, que serve como revestimento. Essa densa camada atua como isolante térmico nesses organismos.
Outra característica exclusiva dos mamíferos é a presença do diafragma, órgão muscular que atua aumentando a ventilação e a eficiência da respiração.
A arcada dentária dos mamíferos também é mais desenvolvida do que a dos animais pertencentes aos outros filos de cordados, possuindo quatro tipos diferentes de dentes com funções específicas para garantir uma digestão mais eficiente e adaptada a alimentos mais variados. Os tipos de dentes que os mamíferos possuem são: incisivos (função de rasgar e cortar), caninos (furar e rasgar), pré-molares e molares (triturar e esmagar).
Quanto aos hábitos alimentares, os mamíferos podem ser carnívoros, herbívoros ou, ainda, onívoros. Com hábitos de caça ou detritívoros (se alimentam de restos e carcaças de outros seres, como as hienas).
As principais características dos mamíferos incluem:
- Presença de Pelos ou Pelagem: Essencial para isolamento térmico.
- Glândulas Mamárias: Produzem leite para alimentar filhotes.
- Coração de Quatro Câmaras: Eficiente na separação do sangue oxigenado e desoxigenado.
- Sistema Nervoso Avançado: Cérebro grande, particularmente o neocórtex.
- Ossos do Ouvido Médio: Três ossos (martelo, bigorna e estribo) únicos para a audição.
- Dentição Diferenciada: Diversidade de dentes adaptados a dietas específicas.
- Endotermia: Capacidade de regular a temperatura corporal interna.
- Estruturas Ósseas Especializadas: Como a mandíbula e o diafragma.
