Zoogdieren zijn warmbloedige gewervelde dieren met – althans in aanleg – een lichaamsbedekking die uit haar bestaat. Zij zogen hun jongen met moedermelk, de uitscheiding van hun melkklieren. Behalve melkklieren heeft de huid ook zweetklieren, waarmee zoogdieren warmte kunnen verliezen. Met uitzondering van de cloacadieren zijn alle soorten levendbarend. Kenmerkend is de bouw van de onderkaak, die uit één bot bestaat, en de drie gehoorbeentjes. Niet alle genoemde kenmerken zijn uniek; zo ontwikkelen ook sommige haaien een placenta en zijn ook de vogels warmbloedig. Beide groepen zijn voorbeelden van convergente evolutie; zowel de warmbloedigheid van de vogels (die afstammen van koudbloedige reptielen) als de placentale ontwikkeling van de jongen bij de haaien (een uitzondering binnen de eierleggende kraakbeenvissen) is onafhankelijk van de parallelle kenmerken bij de zoogdieren ontstaan. Uniek voor de zoogdieren zijn wel de vacht, de gehoorbeentjes, de onderkaak en de melk- en zweetklieren. Zoogdieren zijn over het algemeen diploïde (de chromosomen komen voor in paren). De enige uitzonderingen zijn twee tetraploïde Zuid-Amerikaanse knaagdieren uit de familie der schijnratten.