Τα θηλαστικά είναι θερμόαιμα σπονδυλωτά που εξελίχθηκαν στην Ιουρασική περίοδο, περίπου 175 εκατομμύρια χρόνια πριν. Εξελίχθηκαν από ερπετά. Για περισσότερα από εκατό εκατομμύρια χρόνια, τα θηλαστικά ήταν μικρά και όχι πολύ διαφορετικά, αλλά με την εξαφάνιση των δεινοσαύρων στην Κρητιδική-Τριτογενή εξαφάνιση πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια, μεγάλωσαν σε μέγεθος και διαφοροποιήθηκαν. Συνηθισμένα παραδείγματα περιλαμβάνουν τρωκτικά, νυχτερίδες, σκύλους, αρκούδες, γάτες, ελάφια, πρόβατα, κατσίκες και ανθρώπους. Συνολικά, υπάρχουν περίπου 5,400 είδη, κατανεμημένα σε περίπου 1,200 γένη, 153 οικογένειες και 29 τάξεις. Τα περισσότερα είναι επίγεια, με τις φάλαινες και τα δελφίνια να αποτελούν σημαντικές εξαιρέσεις.
Τα ζώα που ταξινομούνται ως θηλαστικά έχουν συνήθως ιδρωτοποιούς αδένες, συμπεριλαμβανομένων των παραλλαγών που παράγουν γάλα (μαστικοί αδένες). τρίχες σε όλο τους το σώμα? και ένα νεοφλοιό, ένα στρώμα εγκεφάλου που τους δίνει ανώτερη νοημοσύνη από τα ερπετά και τα πουλιά. Η επιτυχία των θηλαστικών έναντι των ερπετών και άλλων ζωικών ομάδων τα τελευταία 65 εκατομμύρια χρόνια ήταν ένα κλασικό παράδειγμα του εγκεφάλου που θριαμβεύει έναντι του μυελού.
Τα θηλαστικά συνήθως φροντίζουν τα μικρά τους μετά τη γέννηση, σε αντίθεση με πολλά άλλα είδη. Για να βοηθήσουν σε αυτό, τα θηλυκά έχουν αδένες που παράγουν γάλα που ονομάζονται στήθη που παράγουν γάλα πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά για τα μικρά τους. Τα μικρά αναπτύσσονται στη μήτρα, όπου τρέφονται μέσω ενός ομφάλιου λώρου που κόβεται κατά τη γέννηση.
Όντας θερμόαιμα, τα θηλαστικά μπορούν να ταξιδεύουν και να κυνηγούν σε περιοχές όπου τα ερπετά και τα μεγάλα έντομα δεν μπορούν. Παραμένουν ζεστά χρησιμοποιώντας τα μαλλιά ως μόνωση, τα οποία μπορεί να είναι αρκετά πυκνά σε ορισμένα είδη. Στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι είναι ένα από τα μόνα θηλαστικά χωρίς σημαντικές ποσότητες τρίχας – τα μόνα άλλα παραδείγματα είναι η φάλαινα και ο γυμνός μυρωδικός αρουραίος. Κανείς δεν είναι σίγουρος γιατί οι άνθρωποι έχασαν τα μαλλιά τους.
Τα θηλαστικά τείνουν να έχουν πιο σύνθετη κοινωνική δομή από πολλούς άλλους οργανισμούς, με πολύπλοκες ιεραρχίες κυριαρχίας. Συχνά, ζουν σε ομάδες με επικεφαλής έναν άλφα αρσενικό που εμποτίζει τα περισσότερα θηλυκά.