Τα μονότρεμα («μία τρύπα», που αναφέρεται στα γεννητικά τους όργανα) είναι μέλη του Τάγματος Monotremata, η μικρότερη από τις τρεις ομάδες θηλαστικών (τα άλλα είναι μαρσιποφόρα και πλακούντες) και η πιο απομακρυσμένη συγγένεια με άλλα ζωντανά θηλαστικά. Τα μονότρεμα χωρίστηκαν από άλλα θηλαστικά πριν από περίπου 150 εκατομμύρια χρόνια. Αντίθετα, τα μαρσιποφόρα και τα πλακούντα θηλαστικά χωρίστηκαν το ένα από το άλλο πριν από περίπου 90 εκατομμύρια χρόνια.
Αν και τα μονότρεμα ήταν κάποτε μια μεγαλύτερη ομάδα, σήμερα αποτελούνται μόνο από πέντε είδη: τον πλατύπους, την έχιδνα με κοντό ράμφος, τη δυτική έχιδνα με μακρύ ράμφος, την έχιδνα με μακρύ ράμφος του Sir David και την ανατολική έχιδνα με μακριά ράμφη. Όλα αυτά βρίσκονται μόνο στην Αυστραλία και τη Νέα Γουινέα, αλλά υπάρχουν ενδείξεις ότι σε ένα σημείο, τα μονότρεμα ήταν πιθανώς παγκόσμια σε έκταση. Ορισμένοι ταξινομιστές προτείνουν να τεθούν οι πλατύπες και οι έχνιδνες σε δύο ξεχωριστές τάξεις.
Τα μονότρεμα μοιράζονται πολλά χαρακτηριστικά προηγούμενων αμνίων, όπως οι πρόγονοι των θηλαστικών: έχουν μια μόνο τρύπα για να κάνουν όλες τις δουλειές τους, χαμηλό μεταβολικό ρυθμό σύμφωνα με τα πρότυπα των θηλαστικών και γεννούν δερματώδη αυγά, σε αντίθεση με οποιοδήποτε άλλο θηλαστικό. Για πολύ καιρό, τα μονότρεμα ήταν πολύ ελάχιστα κατανοητά και θεωρούνταν ότι ήταν «κατώτερα» θηλαστικά. Στη σύγχρονη εποχή, οι βιολόγοι έχουν μια λιγότερο ιεραρχική άποψη για την εξελικτική διαδικασία και θεωρούν τα μονότρεμα ως απλώς μια άλλη προσαρμοστική ομάδα μεταξύ των θηλαστικών.
Η θερμοκρασία του σώματος των μονότρεμων είναι περίπου 32°C (90°F), σε σχέση με περίπου 35°C (95°F) για τα μαρσιποφόρα και 38°C (100°F) για τους πλακούντες. Χαμηλότερη θερμοκρασία σώματος σημαίνει ότι τα μονότρεμα επωφελούνται από ελαφρώς λιγότερες απαιτήσεις σε τρόφιμα, αλλά έχουν επίσης λιγότερη ενέργεια διαθέσιμη για να τροφοδοτήσουν τους μυς τους.
Ο αναπαραγωγικός τρόπος των μονότρεμων είναι μια ενδιαφέρουσα διασταύρωση μεταξύ της ωοτοκίας τύπου ερπετών (αν και δεν σχετίζονται στενότερα με τα ερπετά από άλλα θηλαστικά) και των συμβατικών ζωοτόκων θηλαστικών (ζωντανή γέννηση). Γεννούν αυγά, αλλά το αυγό διατηρείται στο σώμα της μητέρας και τους δίνονται θρεπτικά συστατικά για κάποιο χρονικό διάστημα. Όπως και άλλα θηλαστικά, τα μονότρεμα καλύπτονται με γούνα και παράγουν γάλα για τα μικρά τους. Χωρίς όμως θηλές, τα θηλυκά μονότρεμα «ιδρώνουν» γάλα για τα μικρά τους από ένα εξειδικευμένο έμπλαστρο στην κοιλιά τους.
Τα μονότρεμα είναι μια αρκετά μυστηριώδης και μικρή τάξη θηλαστικών. Όταν η αλληλουχία του γονιδιώματος του πλατύπου θα γίνει στο εγγύς μέλλον, θα ρίξει περισσότερο φως σε αυτήν την ομάδα και τις σχέσεις της με τις υπάρχουσες τάξεις θηλαστικών.