Există trei grupuri de mamifere: mamifere placentare, marsupiale și monotreme. Monotremele includ doar ornitorincul și patru specii de echidne. Mamiferele rămase sunt toate placentare sau marsupiale. Mamiferele placentare sunt în mod clar dominante, așa cum au fost de peste 65 de milioane de ani, cu peste 5,500 de specii pe fiecare continent, cu excepția Antarcticii. Marsupialele, cu doar 334 de specii, și-au făcut o nișă în Australia, unde a înlocuit în mare măsură mamiferele placentare. Marsupialele se găsesc și în număr mic în America de Sud și America Centrală, cu o singură specie (Virginia Opossum) în America de Nord.
Marsupiale și mamiferele placentare sunt ambele mamifere, adică tetrapode cu sânge cald, cu glande sudoripare care furnizează lapte pentru tineri și sunt acoperite cu un strat de blană sau păr. Ceea ce îi deosebește pe cei doi unul de celălalt este 1) modul lor de reproducere, 2) organele genitale și 3) temperatura sângelui, care este puțin mai mică decât cea a mamiferelor placentare. Timp de multe secole, marsupialele au fost considerate mamifere „primitive”, dar există puține dovezi reale pentru acest lucru în afara părtinirii culturale. Deoarece marsupialele ocupă în principal Australia și zonele îndepărtate din America de Sud, ei au fost slab caracterizați de oamenii de știință până la mijlocul anilor 1800.
În loc să stea într-un pântec precum mamiferele placentare, marsupialele părăsesc corpul mamei într-un stadiu foarte timpuriu, urcând de la deschiderea genitală într-o pungă specială cu mameloane pentru lapte. Această strategie evolutivă evită necesitatea unei placente complexe pentru a proteja un făt în creștere de sistemul imunitar al mamei sale. Marsupialele și mamiferele placentare au evoluat ambele în aceeași perioadă, cu aproximativ 125 de milioane de ani în urmă și, în ciuda evoluției separate de atunci, au prezentat o evoluție paralelă semnificativă, deoarece au radiat din strămoși asemănătoare scorpiei. Pentru observatorul ocazional fără cunoștințe prealabile despre specie, singura modalitate de a distinge un marsupial de un mamifer placentar este examinarea organelor genitale.
Unele marsupiale bine-cunoscute includ koala, cangurul, opossums, opossums, wombats, diavolul tasmanian, șoarecii marsupiali, bandicoot și specii mai puțin cunoscute, cum ar fi cârtița marsupial, numbat, bilby și cangurul moscat. Mamiferele placentare includ rozătoare, balene, elefanți, vidre, cai, pisici, câini, oameni și multe altele.