Il termine "mammifero" deriva dal latino mamma che significa mammella. Questa classe è suddivisa in 33 ordini, dei quali solo 18 viventi, e comprende circa 4.000 specie viventi, diffusi in quasi tutti gli ambienti. Sono classificati come mammiferi quegli animali le cui femmine sono dotate di ghiandole speciali che secernono il latte con cui nutrono i loro piccoli cioè le mammelle. Un'altra caratteristica peculiare dei mammiferi è la presenza dei peli che svolgono l'importante funzione di aiutare l'animale a conservare costante il calore corporeo. Sono infatti animali a sangue caldo, capaci di adattarsi a molti ambienti mantenendo la temperatura del corpo pressoché costante. Non tutti, tuttavia, sono dotati di una folta pelliccia: elefanti, rinoceronti e ippopotami hanno pochissimi peli, mentre alcune specie di balene hanno soltanto poche setole attorno alla bocca.
I mammiferi sono dotati di un cervello molto complesso ed evoluto. Questo fatto spiega le straordinarie capacità di apprendimento e di organizzazione sociale riscontrate in molte specie, come per esempio i delfini o i primati. Lo sviluppo dell'intelligenza ha raggiunto il suo massimo grado nell'uomo, il più evoluto tra tutti i mammiferi.

Lo scheletro comprende il capo, suddiviso in cranio e faccia, il tronco, suddiviso in torace ed addome, e gli arti, due anteriori e due posteriori. Nella colonna vertebrale si differenziano nettamente, in base alla forma delle vertebre, le 5 regioni tipiche dei tetrapodi. Le cervicali sono sempre in numero di sette, tanto nella giraffa a collo lunghissimo come nel delfino, apparentemente senza collo. I denti, molto importanti nella classificazione, sono sempre tecodonti e situati unicamente sulle mascelle; la loro funzione non è solo quella di afferrare o trattenere la preda, ma anche di masticare. La dentatura è quasi sempre eterodonte.
Il cuore è diviso in quattro cavità due atri e due ventricoli. La respirazione avviene attraverso i polmoni. Sono quasi tutti vivipari e presentano una fecondazione interna; l'uovo fecondato si sviluppa dentro l'utero dove viene nutrito per mezzo della placenta attraverso il cordone ombelicale. Il periodo di sviluppo embrionale si chiama gestazione o gravidanza ed è variabile da specie a specie. Lo sviluppo post-embrionale è diretto: il piccolo è simile ai genitori è diventerà adulto con il fenomeno graduale della crescita corporea. Il comportamento per la cura dei piccoli varia a seconda delle specie. Altri caratteri importanti dei mammiferi sono: la presenza della catena di ossicini dell'orecchio medio con martello, incudine e staffa; la presenza di un unico arco aortico, che originatosi dal ventricolo sinistro piega a sinistra; l'esistenza del diaframma che separa il cuore e i polmoni dallo stomaco.