On connaît aujourd'hui environ 5 500 espèces de mammifères. Ce nombre est très peu élevé en comparaison d'autres groupes animaux (insectes notamm. [1 million d'espèces]) ; ils ont pourtant conquis tous les milieux terrestres, jusqu'aux plus difficiles. Certains, comme les pinnipèdes et les cétacés, sont retournés au milieu aquatique, en gardant toujours une respiration aérienne (avec des poumons). D'autres (les chiroptères ou chauves-souris) ont conquis le milieu aérien en développant des ailes à partir d'une expansion de leur peau.

Classification.

Les mammifères forment une classe divisée en trois groupes : les monotrèmes, ou protothériens, les marsupiaux, ou métathériens, et les mammifères placentaires, ou euthériens.

Les monotrèmes (ornithorynque et échidnés) sont des mammifères à bec corné, qui pondent des œufs. À l'éclosion de l'œuf, le jeune lèche les poils de sa mère, le long desquels s'écoule le lait des glandes mammaires (il n'y a pas de mamelle ni de mamelon). Les monotrèmes ont une température interne variant entre 25 et 36 °C (homéothermie imparfaite, contrairement aux autres mammifères, qui maintiennent leur température constante).

Les marsupiaux (kangourous, koalas, opossums…) sont caractérisés par la présence, chez la femelle, d'une poche ventrale (le marsupium) et par l'absence de vrai placenta. Au moment de la mise bas, le jeune, parfois appelé « larve marsupiale » n'a pas achevé son développement. Il rampe jusqu'à la poche maternelle où il s'accroche à une tétine sécrétant le lait. Il y reste jusqu'à ce qu'il soit capable d'en sortir et de rechercher sa nourriture.

Les mammifères placentaires (tous les autres) possèdent un placenta permettant le développement complet du fœtus dans l'utérus, à partir des nutriments apportés par le sang maternel via le placenta. Ce groupe, qui rassemble quelque 4 800 espèces, renferme une grande diversité de formes, du pachyure étrusque, une musaraigne de 5 cm de long, à la baleine bleue, un cétacé qui peut dépasser 30 m. On le divise en une vingtaine d'ordres (rongeurs, cétacés, chiroptères…) ; celui des primates réunit les singes et l'homme.