Tous les mammifères ont des poils qui couvrent au moins une partie de leur corps, allaitent leurs petits par les glandes mammaires et ont un cœur musclé à quatre chambres. Tous les mammifères ont également trois os de l'oreille interne : l'enclume, le marteau et l'étrier, et les mâchoires inférieures constituées d'un seul os. Tous les mammifères sont des vertébrés, ce qui signifie qu'ils ont une colonne vertébrale et qu'ils ont tous le sang chaud, ce qui signifie qu'ils sont capables de réguler leur propre température corporelle.
Le fait que les mammifères aient le sang chaud les rend capables de vivre dans la plupart des climats de la Terre. Leurs corps sont capables de maintenir une température interne constante quel que soit leur environnement. Maintenir une température corporelle constante nécessite beaucoup d'énergie, les mammifères ont donc tendance à avoir une alimentation abondante.
Les mammifères femelles produisent du lait pour leurs petits, et ce lait est sécrété par les glandes mammaires. La plupart des mammifères, mais pas tous, ont des glandes mammaires enfermées dans des mamelons. L'ornithorynque et l'échidné n'ont pas de mamelon et sécrètent plutôt du lait à partir de canaux spécialisés situés dans leur abdomen. La production de lait permet aux mammifères de passer plus de temps avec leurs petits et de leur apprendre à survivre.
Les mammifères sont la seule classe d'animaux sur Terre à avoir des poils. Certains mammifères sont complètement couverts de poils, tandis que d'autres, comme les baleines, n'ont que des touffes clairsemées de poils. Les poils aident les mammifères à réguler leur température corporelle en fournissant une couche d'isolation entre leur corps et l'environnement extérieur.
