Les mammifères se distinguent des autres animaux par leurs glandes mammaires et leurs follicules pileux complexes, ainsi que par la structure de leur crâne, qui présente des os de la mâchoire fortement modifiés. Les mammifères ont également le sang chaud et ont un certain nombre d'adaptations pour permettre un métabolisme élevé.
La différence la plus évidente entre les mammifères et les autres animaux est peut-être le poil. Même les mammifères qui n'ont pas de poils à l'âge adulte, comme les baleines, ont des poils sous forme de minuscules embryons, et perdent plus tard leurs poils au fur et à mesure qu'ils continuent à se développer. Les cheveux servent principalement à garder la chaleur du corps, mais ils servent également de camouflage. Certains mammifères, comme les porcs-épics, ont des poils très modifiés qui sont utilisés comme défense.
La caractéristique pour laquelle les mammifères sont nommés est la glande mammaire, qui est une glande sudoripare modifiée qui produit du lait, un liquide nutritif qui aide les jeunes mammifères à grandir. L'évolution du lait est probablement liée à la diphyodontie chez les mammifères. La diphyodontie signifie que les mammifères ont deux séries de dents tout au long de leur vie. Les premières dents, appelées dents de lait chez l'homme, sont relativement faibles, car les jeunes mammifères n'ont pas besoin de mâcher leur nourriture. La plupart des autres animaux grandissent et remplacent continuellement leurs dents tout au long de leur vie.
Les mâchoires de mammifères sont très différentes des autres mâchoires d'animaux à d'autres égards. Chez les reptiles, la mâchoire inférieure est constituée de plusieurs os. Chez les mammifères, la mâchoire inférieure est un seul os. Les os de la mâchoire restants chez les mammifères sont devenus très petits et servent d'appareil auditif à l'intérieur de l'oreille.
Les adaptations des mammifères pour le sang chaud comprennent un cœur à quatre chambres, qui est capable de déplacer le sang dans tout le corps plus efficacement et de séparer le sang pauvre en oxygène du sang riche en oxygène. Cela maintient plus d'oxygène circulant dans le reste du corps, pour permettre un métabolisme plus élevé et une température corporelle plus élevée.
