哺乳动物纲可分为原兽亚纲和兽亚纲两个亚纲。原兽亚纲包括现存的单孔目和众多的早期哺乳动物，其中单孔目为卵生，这个亚纲的史前成员可能也是卵生。原兽亚纲也常被分成三个不同的亚纲，其中单孔目保留在原兽亚纲，一些最早期的哺乳动物被列为始兽亚纲，而多瘤齿兽类被单列为异兽亚纲。兽亚纲是胎生的哺乳动物，包括现存绝大多数哺乳动物以及一些早期的哺乳动物。现存的兽亚纲可分为后兽下纲和真兽下纲，后兽下纲即有袋类，可能兽亚纲的其它早期成员也具有类似有袋类的特征；真兽下纲即有胎盘类，是自新生代以来至今的在大多数地区占统治地位的动物。哺乳动物的现存种类在脊椎动物中算是比较少的，平常也不如鸟类等容易见到，但是地位非常重要，占据着食物链的各个环节，从初级消费者直到食物链顶端，其体型和习性的差别之大没有其它现存动物可以相比，而有些哺乳动物仅一个种类就可对环境造成巨大的影响。哺乳动物虽然在海洋和天空并未占据优势，但却是海洋和天空中不可忽视的成分。哺乳动物的这种多方面的发展，除了中生代的爬行动物以外，还没有其它动物可以相提并论。哺乳动物的史前种类比现存类型更具多样性。本专题以介绍现存哺乳动物为主，但是也简单介绍一些史前类型，一些已经灭绝的目单辟哺乳动物起源和中生代哺乳动物以及早期新生代哺乳动物两个章节来介绍，而现存各目的史前成员和与现存各目有一定关系的已经灭绝的目则放在现存的目中捎带介绍。下面的分类列表则只涉及现存的目。
| 哺乳动物分类列表 |
：原始的卵生哺乳动物，包括现存的单孔目和很多早期哺乳动物。
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| 哺乳动物起源和中生代哺乳动物 |
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哺乳动物是新生代的统治者，但是哺乳动物的历史远不局限在新生代，在中生代早期就已经出现，而其起源更可追溯到古生代后期爬行动物刚出现的时期。 |
  第一批爬行动物出现在古生代的石炭纪，这批爬行动物已经表现出了三个不同的进化方向，其中下孔类这一支向着哺乳动物的方向发展，又被称为似哺乳爬行动物。早期的下龙类为盘龙类，其中原始的Ophiacodon（蛇齿龙，右图）保留了很多的原始特征，在二叠纪早期，盘龙分化出以Dimetrodon（异齿龙，左图）为代表的肉食性的Sphenacodontia（楔齿龙）和植食性的Edaphosauria（基龙）两支，这二者虽然食性不同，但有不少共同点，二者体型都比较大，长达三米。二者最重要的共同特征是背上都有巨大的"帆"。关于"帆"作用，有人推测可能与调节体温有关。基龙类没有留下后代，楔齿龙类则进化出了进步的下孔类-兽孔类。早期的兽孔类与楔齿龙类非常相似，而晚期的一些进步的兽孔类则与哺乳动物几乎没有什么区别。兽孔类从早期的始巨鳄起，到二叠纪晚期就迅速分化出以肉食为主的兽齿类（有些晚期种类是植食性的）和植食的缺齿类。在古生代二叠纪晚期地球上第一次物种大灭绝时，兽孔类也有不少种类灭绝，但在中生代三叠纪早  期，兽孔类又繁盛起来。二叠纪晚期到三叠纪早期的兽孔类种类众多，分布广泛，而且占据从肉食到植食的不同生态位，可以说是大地的主宰。二叠纪的Moschops和三叠纪的Dinodontosaurus都体大如河马，是当时陆地上最大的动物之一。水龙兽Lystrosaurus则是世界上分布最广泛的动物，在很多大陆都有发现，被当做是大陆漂移的证据。兽齿类以犬颌兽Cynodont（右图）为代表是兽孔类中最重要的类群，是哺乳动物的祖先。兽齿类和哺乳动物一样有了牙齿的分化，并且可能已经身披毛发，是恒温动物了。三叠纪晚期到侏罗纪初期的一些兽齿类如三列齿兽类Tritylodontids（包括我国的卞氏兽Bienotherium）和鼬龙类Ictidosauria等与哺乳动物非常相似。三列齿兽是进步的植食性兽齿类，曾经被当做是哺乳动物中的多瘤齿兽，新近也有人将其列为原始哺乳动物的旁支。鼬龙是小型的肉食动物，是最进步的兽齿类，正处在爬行类和哺乳类的分界线上。三列齿兽和鼬龙等出现的太晚，当时已经有真正的哺乳动物出现了，所以它们不可能是哺乳动物的祖先，哺乳动物的祖先应该是更早期的一些兽齿类。在三叠纪时，另一类爬行动物-双孔类的初龙类兴起，初龙的兴起可能对下孔类产生了巨大的冲击，在下孔类完成了对哺乳动物的进化的时候，初龙类中进步的恐龙类已经取得了优势地位，下孔类则迅速衰落，只有少数种类残存到侏罗纪，而下孔类的后代哺乳动物，在恐龙的统治下继续生存了一亿多年，并熬过了中生代白垩纪末的大灭绝，在恐龙灭绝后重新繁盛，成为新生代的统治者。 哺乳最早出现在三叠纪末到侏罗纪初，最早的哺乳动物是属于原兽亚目（过去单列为始兽亚目）的卵生食虫动物，如英国和我国的摩根锥齿兽Morganucodon，我国的中国锥齿兽Sinoconodon等，新近有人将这些最早的哺乳动物从哺乳纲排除出去，作为进化上的旁支。最早的哺乳动物出现后不久，兽亚目的早期成员和植食的原兽类（过去单列为异兽亚目）也开始出现。中生代的哺乳动物虽然分化成很多不同的类群，但所有这些哺乳动物都是些体型非常小的动物，在整个恐龙统治大地的一亿多年时间内，哺乳动物一直是不很起眼的小型动物，直到中生代结束时也没有一种体型超过兔子的大小。植食的原兽类即多瘤齿兽类Multituberculata(左图)是最成功的早期哺乳动物，特征和习性类似啮齿类，可能多数穴居，而一些种类可能树栖。在白垩纪的蒙古，80%的哺乳动物都属于多瘤齿兽类，而在中生代结束的时候，多瘤齿兽类依然残存下来，直到渐新世才由于啮齿类竞争等原因而完全灭绝，其生存的时间达到1.3亿年之久。早期的兽亚纲包括对齿兽目、完兽目和蜀兽目等，这些早期的兽亚目成员可能已经是胎生的哺乳动物，其繁殖习性可能类似现代的有袋类，但它们比有袋类更加原始，尚保留一些进步爬行动物的特征。其中对齿兽目和完兽目代表最原始的兽亚纲成员，并入祖兽下纲，蜀兽以我国四川侏罗纪的蜀兽为代表，是一个独特的类群，单列为阴兽下纲。兽亚目的现存代表后兽下纲（有袋类）和真兽下纲（有胎盘类）均出现于白垩纪，早期的有袋类为类似现在美洲的负鼠的小型食虫性动物，化石发现的不多，但在史前的分布远比现代广泛。最早的有袋类化石发现于北美洲，在白垩纪可能在北方大陆各地都有分布，但是后来则在北方大陆，直到南北美洲再次相连后真正的负鼠才再次进入北美洲。最早的真兽类是些于现在的食虫目非常类似的动物，过去曾列为食虫目的一个类群，称为原真兽类。原真兽类现在已经不属于食虫目，成为一些早期真兽类的泛称，可能包括其它各类真兽的祖先。在恐龙灭绝后，真兽类在大部分地区进化迅速，到始新世就已经达到全面繁盛，陆地上再次出现仅次于大型恐龙的巨兽，并且已经开始向海洋和天空进军了，其中在海洋中产生了历史上最巨大的动物。后兽在北方大陆没落，而在大洋洲和南美洲等南方大陆则取得优势，和其它地区的真兽类平行进化。 |