Les caractéristiques anatomiques et physiologiques que les oiseaux et les mammifères ont en commun sont de posséder une moelle épinière et une colonne vertébrale, un cœur à quatre chambres et un sang chaud. Les oiseaux et les mammifères investissent aussi généralement beaucoup de temps et d'énergie pour élever leurs petits et sont des consommateurs énergiques et actifs. Les oiseaux et les mammifères ont des membres volants, entièrement terrestres et amphibies, bien que les mammifères aient un plus large éventail de modes de vie.
Les oiseaux et les mammifères sont les deux principaux groupes d'animaux à sang chaud sur Terre, bien que quelques poissons comme le thon soient également capables de réguler leur température de manière interne. Quelques espèces de mammifères, comme les rats-taupes, ont peu de capacité à réguler leur température, mais ils sont la minorité des espèces de mammifères. Les mammifères et les oiseaux ont évolué à partir des reptiles, bien que la plupart des scientifiques pensent que les oiseaux ont évolué à partir des dinosaures, tandis que les mammifères provenaient des reptiles antérieurs.
Pour tout ce que les oiseaux et les mammifères ont en commun, cependant, ils ne sont pas étroitement liés et présentent de nombreuses différences. Les mammifères ont des dents bien développées, tandis que les oiseaux n'en ont pas du tout, ayant fait évoluer leur bec plus léger pour les remplacer. Les globules rouges des oiseaux ont des noyaux, tandis que les mammifères ont des globules rouges sans noyau. Les mammifères donnent généralement naissance à des petits vivants et leur donnent du lait, tandis que les oiseaux pondent des œufs et doivent nourrir leurs petits directement.