Млекопитающие произошли от живших в конце палеозоя зверообразных пресмыкающихся – терапсид. Первые млекопитающие обнаружены в триасе 170 миллионов лет назад. В юрском периоде уже существовали 5 отрядов яйцекладущих млекопитающих, впоследствии вымерших. Чуть позже появились первые сумчатые; среди ископаемых мелового периода были обнаружены первые плацентарные (насекомоядные).

В палеоцене сумчатые начали вымирать, а плацентарные млекопитающие, наоборот, развивались, достигнув в эоцене расцвета. В это время существовало около 30 отрядов зверей, часть из них впоследствии вымерла. Полагают, что общее количество вымерших отрядов составляет 20, а вымерших видов – 8000.

Из существовавших ранее, но вымерших к настоящему времени зверей можно отметить крупных копытных (гиппарион, индрикотерий, большерогий олень), хоботных (меритерий, мастодонт), хищных (пещерный медведь, саблезубый тигр). Некоторые из них (например, мамонты) вымерли в эпоху, когда уже существовал пещерный человек.

Назовём основные отличия млекопитающих от пресмыкающихся:

- строение черепа, поясов конечностей;

- более совершенное строение зубов;

- наличие шестяного покрова и многочисленных желёз на коже;

- четырёхкамерное сердце с полным разделением артериального и венозного кровотока;

- лёгкие с хорошо развитой ячеистой структурой;

- наличие лимфатической системы;

- постоянная температура тела;

- выкармливание детёнышей молоком;

- развитый головной мозг и органы чувств;

- высокий уровень психической деятельности.