La clase Mammalia incluye cerca de 5000 especies, agrupadas en 26 órdenes, aunque los investigadores aún no están de acuerdo sobre el número exacto, ni sobre cómo algunas órdenes y familias se relacionan entre sí, e información nueva y emocionante, basada en evidencia molecular y de nuevos fósiles, está cambiando nuestra comprensión de muchos grupos. Por ejemplo, las mofetas han sido colocadas en la nueva familia Mephitidae, separadas de su lugar tradicional en la Mustelidae. La subdivisión tradicional de los quirópteros en mega-murciélagos y micro-murciélagos no reflejen con exactitud su historia evolutiva, más importante aún, la evidencia molecular sugiere que los monotremas (mamíferos que ponen huevos) y marsupiales pueden estar más estrechamente relacionados entre sí que con los mamíferos placentarios, y los mamíferos placentarios pueden ser organizados en grupos más grandes que son bastante diferentes de los tradicionales.

Todos los mamíferos comparten al menos tres características que no se encuentran en otros animales: tres huesos del oído medio, pelo, y producción de leche por glándulas sudoríparas modificadas llamadas glándulas mamarias. El pelo tiene varias funciones, incluyendo el aislamiento, patrones de color, y la ayuda en el sentido del tacto. Todas las hembras de los mamíferos producen leche de sus glándulas mamarias para alimentar a sus crías recién nacidas. Así, las hembras de mamíferos invierten una gran cantidad de energía en el cuidado de cada uno de sus hijos, lo que tiene importantes consecuencias en la evolución, la ecología y el comportamiento de los mamíferos.

Para profundizar en las diferentes especies de mamíferos vea: Lista de mamíferos.

Aunque los mamíferos comparten varias características, la clase Mammalia contiene una gran diversidad de formas. Los mamíferos más pequeños se encuentran entre las musarañas y murciélagos, con un peso de tan sólo 3 gramos. El mamífero más grande, y de hecho el animal más grande que jamás ha habitado el planeta, es la ballena azul, que puede llegar a pesar 160 toneladas métricas (160.000 kg). Por lo tanto, existe una diferencia de 53 millones veces en masa entre los mamíferos grandes y los más pequeños. Los mamíferos han evolucionado para aprovechar variedad de nichos ecológicos y han desarrollado numerosas adaptaciones para tomar ventaja de los estilos de vida diferentes.

Hábitat, características fisiológicas y comportamiento. Las diferentes especies de mamíferos han evolucionado para vivir en casi todos los hábitats terrestres y acuáticos de la Tierra. Los mamíferos habitan en todos los biomas terrestres, desde desiertos o las selvas tropicales hasta los casquetes polares. Muchas especies son arborícolas, pasando la mayor parte o la totalidad de su tiempo en el dosel del bosque. Un grupo (murciélagos) incluso ha evolucionado para volar, es la tercera vez que esta habilidad ha evolucionado en los vertebrados (los otros dos grupos son las aves y los pterosaurios extintos).

Muchos mamíferos son parcialmente acuáticos, y viven cerca de lagos, ríos o las costas de los océanos (por ejemplo, focas, leones marinos, morsas, nutrias, ratones almizcleros, y muchos otros). Las ballenas y los delfines (Cetacea) son completamente acuáticos, y se pueden encontrar en todos los océanos del mundo, y algunos ríos. Las ballenas se pueden encontrar en las aguas polares, templadas y tropicales, tanto cerca de la tierra como en el océano abierto, y desde la superficie del agua a profundidades de más de 1 kilómetro.

Todos los mamíferos tienen pelo en algún momento de su desarrollo, y la mayoría tienen pelo toda su vida. Los adultos de algunas especies pierden la mayor parte o la totalidad de su pelo, pero, incluso en los mamíferos como las ballenas y los delfines, el pelo está presente al menos durante alguna fase de la ontogenia. El pelo de los mamíferos esta hecho de una proteína llamada queratina, y sirve al menos para cuatro funciones. En primer lugar, ralentiza el intercambio de calor con el medio ambiente (aislamiento). En segundo lugar, los pelos especializados (triquitos o “vibrisas”) tienen una función sensorial, dejando al animal saber cuando está en contacto con un objeto en su entorno. Las vibrisas son a menudo ricamente inervadas y bien provistas de músculos que controlan su posición. En tercer lugar, afecta la apariencia del animal a través de su color y patrón, lo que ayuda a camuflarse de depredadores o presas, así como un mecanismo de defensa (por ejemplo, el patrón de color visible de una mofeta es una advertencia a los depredadores). El cabello también comunica información social (por ejemplo, amenazas, tales como el cabello erecto en la parte posterior de un lobo; sexuales, tales como los diferentes colores de los monos capuchinos macho y hembra, o la presencia de peligro, tales como la parte inferior blanca de la cola de un venado cola blanca). En cuarto lugar, el pelo proporciona cierta protección, simplemente proporcionando una capa adicional de protección (contra la abrasión o quemaduras de sol, por ejemplo) o mediante la adopción de la forma de espinas peligrosas que disuaden a los depredadores (puercoespines, ratas espinosas, otros).

Los mamíferos se caracterizan por sus dientes altamente diferenciados. Los dientes son reemplazados sólo una vez durante la vida de un mamífero (una condición llamada difiodoncia). Otras características que se encuentran en la mayoría de los mamíferos son: una mandíbula inferior compuesta por un solo hueso, el dentario; corazón de cuatro cámaras, un paladar secundario que separa las vías respiratorias de la comida que comen, un diafragma muscular que separa las cavidades torácica y abdominal, un altamente desarrollado cerebro; endotérmica y homeoterma; sexos separados, el sexo de un embrión está determinado por la presencia de una Y o 2 cromosomas X, y la fertilización interna.

Desarrollo. Existen tres grupos principales de mamíferos, cada uno unidos por una característica importante del desarrollo embrionario. Los monotremas (Prototheria) ponen huevos, la condición reproductiva más primitiva de los mamíferos. Los marsupiales (Metatheria) dan a luz a los jóvenes altamente vulnerables después de un período de gestación muy corto (8 a 43 días). Las crías nacen en una etapa relativamente temprana de su desarrollo morfológico. Se adhieren al pezón de la madre y pasan una cantidad proporcionalmente mayor de tiempo de amamantamiento a medida que desarrollan. La gestación dura mucho más tiempo en los mamíferos placentarios (Eutheria). Durante la gestación, los joven euterios interactúan con su madre a través de una placenta, un complejo órgano que conecta el embrión con el útero. Una vez nacidos, todos los mamíferos son dependientes de sus madres por la leche de la que se alimentan. Aparte de estas generalidades, los mamíferos presentan una diversidad de patrones de historia de desarrollo y de vida que varían entre las especies y los grandes grupos taxonómicos.

Reproducción.  La mayoría de las especies de mamíferos son polígamos (un macho se aparea con varias hembras) o promiscuos (tanto hombres como mujeres tienen parejas múltiples en una temporada reproductiva). Debido a que las hembras pasan un largo periodo de tiempo de gestación y lactancia, es frecuente que los machos puedan producir muchos más descendientes en una época de celo de lo que las hembras pueden. Así, el sistema de apareamiento más común para los mamíferos es la poligamia, con relativamente pocos machos fertilizantes de múltiples hembras. Esto provoca una intensa competencia entre los machos de muchas especies, y el potencial de las hembras a ser exigentes en la elección del padre para sus hijos, lo que conduce a complejos comportamientos y morfologías relacionadas con la reproducción. Muchos grupos de mamíferos se caracterizan por su dimorfismo sexual como resultado de la selección de los machos que mejor puedan competir por el acceso a las hembras.

Alrededor del 3 por ciento de las especies de mamíferos son monógamos de apareamiento, machos con una sola hembra en cada temporada. En estos casos, los machos proporcionan al menos alguna atención a su descendencia. A menudo, los sistemas de apareamiento pueden variar dentro de cada especie, dependiendo de las condiciones ambientales locales. Por ejemplo, cuando los recursos son bajos, los machos pueden aparearse con una hembra y brindar atención a los jóvenes. Cuando los recursos son abundantes, la madre puede ser capaz de cuidar a los jóvenes por su cuenta y los machos intentarán engendrar descendencia con varias hembras.

Otros sistemas de apareamiento, tales como la poliandria, se pueden encontrar entre los mamíferos. Algunas especies (por ejemplo, los titíes comunes y leones africanos) realizan la cría cooperativa, en la que grupos de hembras y machos, comparten el cuidado de los jóvenes a partir de una o más hembras. Las ratas topo tienen un sistema de apareamiento único entre los mamíferos. Al igual que los insectos sociales (Hymenoptera e Isoptera), las ratas topo son eusociales, con una reina hembra que se aparea con varios machos teniendo todos los jóvenes de la colonia. Otros miembros de la colonia ayudan en el cuidado de sus hijos y no se reproducen.

Mamíferos oscilan entre dar a luz a muchos jóvenes en cada parto (roedores e insectívoros) hasta aquellas especies que dan a luz a una o pocas crías. Los primeros tienden hacia una alta mortalidad temprana y corta esperanza de vida, mientras que el segundo invierte energía en una pocas crías que se convierten en competidores eficientes, que viven en ambientes más estables (cetáceos, primates y artiodáctilos). La mayoría de los mamíferos hacen uso de una cueva o nido para la protección de sus crías. Algunos mamíferos, sin embargo, nacen bien desarrollados y capaces de locomoción poco después del nacimiento. Lo más notable en este sentido son los artiodáctilos tales como ñúes o jirafas. Los cetáceos jóvenes también deben nadar por su cuenta poco después de nacer.

Por lo general, los pequeños mamíferos viven vidas cortas y los grandes mamíferos viven vidas más largas. Los murciélagos (Chiroptera) son una excepción a este patrón, al ser mamíferos relativamente pequeños pueden vivir una o más décadas en condiciones naturales, mucho más tiempo que la vida natural de mamíferos mucho mayores. La esperanza de vida de los mamíferos oscila entre un año hasta 70 o más años en el medio silvestre. Las ballenas francas pueden vivir más de 200 años.

Comportamiento. Las distintas especies de mamíferos exhiben casi todos los tipos de estilo de vida, incluyendo los fosoriales, estilos de vida acuáticos, terrestres y arborícolas. Los estilos de locomoción también son diversos: los mamíferos puede nadar, correr, volar, planear, cavar madrigueras, o trepar como medio para avanzar en su entorno.

El comportamiento social y patrones de actividad varían considerablemente, algunos mamíferos viven en grupos de decenas, cientos, miles o más individuos. Otros mamíferos son generalmente solitarios excepto cuando se aparean o son jóvenes. Los mamíferos pueden ser nocturnos, diurnos o crepusculares.

El olfato, el oído, la percepción táctil y visión son importantes modalidades sensoriales en los mamíferos. El olfato juega un papel clave en muchos aspectos de la ecología de los mamíferos, incluyendo el apareamiento, forrajeo, y la comunicación social. La audición de los mamíferos está bien desarrollada también, y para algunas especies, es la principal forma de percepción. La ecolocación, la capacidad de percibir objetos en el entorno externo al escuchar los ecos de los sonidos generados por un animal, se ha desarrollado en varios grupos, entre ellos los murciélagos (Chiroptera) y en muchas ballenas dentadas y delfines (odontocetos). La visión está bien desarrollada en un gran número de mamíferos, aunque menos importante en muchas especies que viven bajo tierra que usan eco localización.

Los mamíferos pueden ser carnívoros (por ejemplo, la mayoría de las especies dentro de Carnivora), herbívoros (por ejemplo, los perisodáctilos, artiodáctilos), u omnívoros (por ejemplo, muchos primates). Los mamíferos pueden comer tanto invertebrados como vertebrados (incluyendo otros mamíferos), plantas (incluidas las frutas, néctar, hojas, madera, raíces y semillas) y hongos. Son endotermos, y requieren mucha más comida que los ectotermos de proporciones similares. Por lo tanto, relativamente pocos mamíferos pueden tener un gran impacto en las poblaciones de sus alimentos.

Impacto económico en los seres humanos. Los mamíferos son un recurso económico vital para los seres humanos. Muchos mamíferos han sido domesticados para ofrecernos productos como la carne y la leche (por ejemplo, las vacas y las cabras) o de fibra (ovejas y alpacas). Muchos mamíferos son mantenidos como animales de servicio o mascotas (por ejemplo, perros, gatos, hurones). Los mamíferos son importantes para la industria del ecoturismo, así: la gente viaja a los parques zoológicos y en todo el mundo para ver animales como elefantes, leones, o ballenas. Los murciélagos con frecuencia ayudan a controlar las poblaciones de las plagas de los cultivos. Las ratas y ratones domésticos son de vital importancia en la investigación científica médica y de otros tipos, ya que sirven de modelo en la medicina humana y la investigación.

Por otro lado, algunas especies tienen un impacto perjudicial sobre los seres humanos y el ecosistema. Muchos mamíferos que se alimentan de frutas, semillas y otros tipos de vegetación son plagas de cultivos. Los carnívoros son a menudo una amenaza para el ganado e incluso vidas humanas. Los mamíferos comunes en las zonas urbanas o suburbanas han causado accidentes automovilísticos cuando se pierden en las carreteras y se han convertido en plagas domésticas. Unas pocas especies coexisten excepcionalmente bien con la gente, incluso algunos mamíferos salvajes domesticados (por ejemplo, ratas, ratones domésticos, cerdos, gatos y perros). Como resultado de la introducción intencional o no intencional cerca de los asentamientos humanos, estos animales han tenido considerables efectos negativos sobre la biota local de muchas regiones del mundo, especialmente en la biota endémica de las islas oceánicas.

Muchos mamíferos pueden transmitir enfermedades a los seres humanos o los animales. La peste bubónica es quizás el ejemplo más conocido, que se extendió a través de las pulgas portadas por roedores. La rabia, que puede ser transmitida entre las especies de mamíferos, es también una amenaza significativa para el ganado y puede matar a los seres humanos también.

Estado de conservación. La sobreexplotación, la destrucción del hábitat y la fragmentación, la introducción de especies exóticas y otras presiones antropogénicas amenazan a los mamíferos en todo el mundo. En los últimos cinco siglos, por lo menos 82 especies de mamíferos se han extinguido. En la actualidad, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y los Recursos Naturales (UICN) ha incluido a cerca de 1000 especies (aproximadamente el 25% de todos los mamíferos conocidos), por estar en cierto riesgo de extinción. Las especies naturalmente raras o que requieren grandes rangos de hábitat están, a menudo, en riesgo debido a la pérdida y fragmentación de su hábitat. Las especies que se consideran una amenaza para los seres humanos, el ganado o los cultivos pueden ser blancos directos de extirpación. Aquellas especies que son explotados por los seres humanos como un recurso (por ejemplo, por su carne o piel) pero no son domesticados a menudo se agotan a niveles críticamente bajos. Por último, el cambio climático está afectando negativamente a muchos mamíferos. Los límites geográficos de muchos mamíferos están cambiando y las diferentes especies pierden su capacidad de ajustarse cada vez más a los rápidos cambios en las temperaturas locales y el clima.