Son, lo mismo que las aves, animales homeotermos. La piel está formada por una capa córnea impermeable provista generalmente de pelos que actúan como aislamiento térmico. El sistema nervioso posee un encéfalo muy desarrollado, lo que les permite actuar por instinto y también por un proceso de aprendizaje, que se realiza en las fases juveniles. Son animales vivíparos, que paren crías vivas. Los embriones se desarrollan dentro del cuerpo de la madre, en una estructura llamada placenta donde es protegido y alimentado hasta que alcanza un determinado tamaño. Las crías de los mamíferos se alimentan mediante la leche secretada por unas glándulas especiales de la madre, las glándulas mamarias.
Los órganos de los sentidos de los mamíferos son los más sofisticados del reino animal. El oído presenta una estructura compleja formado por una cadena de huesecillos. La boca está provista de varios tipos de dientes: incisivos, premolares, molares y caninos.
Los modos de vida de los mamíferos son muy diversos, lo que les ha permitido colonizar gran cantidad de ambientes distintos, entre ellos el medio aéreo y el acuático. Sistemáticamente se les divide en dos subclases:
- Prototerios
- Metaterios
- Euterios
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