Dyr som er en del av pattedyrklassen har ryggmærker som fugler, amfibier, krypdyr og fisk. De er også varmblodige som fugler. Imidlertid er flere karakteristikk, noen basert på ytre struktur og fysisk utseende og andre basert på indre kroppsfunksjoner og struktur samt reproduksjonsfunksjon, unike for pattedyr.
Karakteristikk for alle pattedyr
Pattedyrhunner produserer melk fra modifiserte svedkjertler kjent som melkekjertler for å føre ungen. Alle pattedyr er dekket med hår til viss grad; selv marine pattedyr som nyfødte hvaler og delfiner har snurr. Pattedyrs underkjeve er ett enkelt bein, i motsetning til andre ryggmærksdyr. Beinene i det indre øret, stigbøylen, ambolten og hammeren, er eksklusive for pattedyr. Hos pattedyr forlater én hovedarter hjerte. Pattedyr har også en membran, et muskelark som skiller kroppen i to seksjoner.
Definerende men ikke nødvendige karakteristikk
Tannbærende pattedyr har to sett tenner, ett øvre og ett nedre, i motsetning til krypdyr og fisk som kan ha mange utskiftbare sett. Også, pattedyrtenner er heterodont, noe som betyr at de har ulike former. Pattedyrs nesebor fører ikke direkte inn i munn, noe som tillater pattedyr å puste mens de tygger mat. Pattedyr er endotermiske, noe som betyr at de har intern oppvarming og nedkjøling. Den optimale temperaturen varierer etter art, så vel som effektiviteten av temperaturkontrollen.
Monotremes
Monotremes er eggleggende pattedyr. Det er bare fem arter av denne pattedyrsubklassen i verden, næbbdyret og fire typer pindsvin. Alle finnes på Ny-Guinea, Australia og Tasmania. Lignende andre pattedyr, har de tre ørebein, hår, enkel-bein kjever. Trodde de legger egg, produserer de også melk for å føre ungen. Monotremes har ingen tenner i sine spesialiserte snutbiter eller nebb.
Marsupials
Medlemmer av marsupial pattedyrsubklassen er pusdyr. De føder levende unger, men graviditetstiden er meget kort, mellom åtte og 40 dager. Nyfødte, som i virkeliken ennå er embryoner, klatrer fra fødselskanalen til melkekjertlene og henger fast, og utvikler seg derfra. Marsupials deler karakteristikk med andre pattedyr som å være dekket med hår. Eksempler på marsupials inkluderer kangaruer, wallabies og koalaer av Australia og oppossum av Nord-Amerika.
Placental Mammals
Placental pattedyrsubklassen består hovedsakelig av gnagere og flaggermus, men inkluderer også hvaler, elefanter, katter, hunder, sau, fe, hester og mennesker. Placenten er et organ fests til kvinnelig pattedyrs livmorveg. Den nærer det ufødte unget, drevet av morens blodstrøm, og beskytter dem mot angrep fra morens immunsystem. Graviditetsperioder varierer fra 18 dager til 625 dager. Mindre dyr har korrekte svangerskaper enn større dyr.