Zeven belangrijke kenmerken onderscheiden de 4.500 unieke soorten zoogdieren van andere dieren. Zoogdieren ademen lucht, zijn warmbloedig en hebben een ruggengraat, maar deze eigenschappen alleen onderscheiden hen niet van alle andere dieren. Zoogdieren zijn als geen ander in staat om hun lichaamstemperatuur te reguleren via hun stofwisseling en zweetklieren.
Borstklieren
Met uitzondering van sommige primitieve zoogdieren - zoals een eendenbekvogelbekdier - Monotremes genaamd, brengen zoogdieren levende jongen ter wereld. Vrouwelijke zoogdieren produceren melk die water, koolhydraten, vetten, eiwitten, mineralen en antilichamen bevat die hun jongen voeden. Melk wordt geproduceerd door borstklieren, wat de klasse van dieren definieert, waardoor het de naam 'zoogdier' krijgt.
Ondervacht en beschermhaar
Alle zoogdieren hebben haar gedurende ten minste één deel van hun levenscyclus. Haarzakjes hebben zenuwuiteinden die reageren op aanraking, wat bijdraagt aan het bewustzijn van het zoogdier van zijn omgeving. Een haarlaag wordt een vacht genoemd en beschermt zoogdieren tegen de omgeving. Er zijn twee hoofdtypen vacht: ondervachtharen zijn kleine korte haren die een dichte isolatielaag vormen, en dekharen zijn langer, waardoor ze kleur en bescherming bieden tegen de elementen.
Kaak- en oorbeenderen
De onderkaak bij zoogdieren is een enkel bot. Deze eigenschap is uniek voor zoogdieren; alle andere gewervelde dieren hebben meer dan één bot aan elke kant van de kaak. Het middenoor van een zoogdier bevat drie botten, waaronder de stijgbeugel (stijgbeugel), aambeeld (incus) en hamer (malleus). Tijdens de vroege evolutie van zoogdieren maakten deze botten deel uit van de kaak, maar ze veranderden van baan en werden in plaats daarvan onderdeel van de gehoorfunctie.
Vierkamerig hart en diafragma
Zoogdieren hebben vier kamers in hun hart. Bij zoogdieren buigt de hoofdslagader van het hart naar links bij het verlaten van het hart en wordt de aortaboog. Deze hoofdslagader buigt naar rechts bij vogels, en alle andere gewervelde dieren hebben meer dan één hoofdslagader. Alleen zoogdieren hebben een diafragma: een spier- en peeslaag die de lichaamsholte scheidt. Hart en longen bevinden zich in het bovenste gedeelte van de lichaamsholte en de lever, maag, nieren, darmen en voortplantingsorganen bevinden zich in het onderste gedeelte.
Complexe hersenfuncties
Zoogdierhersenen zijn groter dan andere dieren. Dit geldt met name voor het cerebellum, het deel van de hersenen dat het geheugen en leren regelt. Zoogdierhersenen hebben ook een uniek deel van de hersenen dat een neocortex wordt genoemd. De neocortex functioneert als het gebied van de hersenen dat zintuiglijke waarneming, motorische commando's en ruimtelijk redeneren afhandelt. Bewust denken en menselijke taal worden ook verwerkt in de neocortex.