Septiņas galvenās pazīmes atšķir 4500 unikālās zīdītāju sugas no citiem dzīvniekiem. Zīdītāji ir gaisu elpojoši, siltasiņu un mugurkaula pārstāvji, taču šīs pazīmes vien viņus neatšķir no visiem pārējiem dzīvniekiem. Zīdītāji unikāli spēj regulēt ķermeņa temperatūru, izmantojot vielmaiņu un sviedru dziedzerus.
Piena dziedzeri
Izņemot dažus primitīvos zīdītājus - piemēram, pīļu rēķinu plati, ko sauc par Monotremes, zīdītāji dzemdē dzīvus mazuļus. Zīdītāju mātītes ražo pienu, kas satur ūdeni, ogļhidrātus, taukus, olbaltumvielas, minerālvielas un antivielas, kas baro mazuļu barošanu. Pienu ražo piena dziedzeri, kas nosaka dzīvnieku klasi, piešķirot tam nosaukumu "zīdītājs".
Apakškrāsa un aizsargmati
Visiem zīdītājiem ir apmatojums vismaz vienā dzīves cikla daļā. Matu folikulām ir nervu gali, kas reaģē uz pieskārienu, kas palielina zīdītāja izpratni par apkārtni. Matu mēteli sauc par pelage, un tas aizsargā zīdītājus no apkārtējās vides. Ir divi galvenie pelāžas veidi: apmatojuma mati ir mazi, īsi mati, kas nodrošina blīvu izolācijas slāni, un aizsargmati ir garāki, nodrošinot krāsu un aizsardzību no elementiem.
Žokļa un ausu kauli
Zīdītāju apakšžoklis ir viens kauls. Šī īpašība ir raksturīga tikai zīdītājiem; visiem pārējiem mugurkaulniekiem katrā žokļa pusē ir vairāk nekā viens kauls. Zīdītāja vidusauss satur trīs kaulus, ieskaitot kātu (skavas), laku (incus) un āmuru (malleus). Agrīnā zīdītāju evolūcijas laikā šie kauli bija daļa no žokļa, taču tie mainīja darbu un tā vietā kļuva par dzirdes funkciju.
Četru kameru sirds un diafragma
Zīdītāju sirdīs ir četras kameras. Zīdītājiem galvenā sirds artērija, izejot no sirds, izliekas pa kreisi, kļūstot par aortas arku. Šī galvenā artērija putniem izliekas pa labi, un visiem pārējiem mugurkaulniekiem ir vairāk nekā viena galvenā artērija. Tikai zīdītājiem ir diafragma: muskuļu un cīpslu loksne, kas atdala ķermeņa dobumu. Sirds un plaušas atrodas ķermeņa dobuma augšējā daļā, bet aknas, kuņģis, nieres, zarnas un reproduktīvie orgāni - apakšējā daļā.
Sarežģītas smadzeņu funkcijas
Zīdītāju smadzenes ir lielākas nekā citi dzīvnieki. Tas jo īpaši attiecas uz smadzenītēm, smadzeņu daļu, kas kontrolē atmiņu un mācīšanos. Zīdītāju smadzenēm piemīt arī unikāls smadzeņu reģions, ko sauc par neokorteksu. Neokortekss darbojas kā smadzeņu zona, kas apstrādā maņu uztveri, kustības komandas un telpisko pamatojumu. Apzināta doma un cilvēku valoda tiek apstrādāta arī neokorteksā.