Hayvanların en gelişmiş sınıfıdır. Karada ve sularda (balina, yunus ve fok gibi) yaşayan türleri vardır.

• Vücut yüzeyleri tamamen veya kısmen kıllarla kaplıdır. Kılların temel görevi ısı kaybını önlemektir.
• Dişi memeliler yavrularını beslemek için meme bezlerinden süt salgılarlar.
• Akciğer solunumu görülür ve diğer omurgalılardan farklı olarak akciğerlerinde alveol denilen hava keseleri vardır. Akciğerleri vücudun karın boşluğundan ayıran kaslı diyafram sadece bu sınıftaki canlı türlerinde vardır.
• Sıcak kanlı hayvanlardır. Kalpleri dört odacıklıdır ve Vücutlarında kirli ve temiz kan karışmaz. Olgun alyuvarları çekirdeksizdir.
• Balina ve yunus gibi su memelileri hariç dört üyeye sahip hayvanlardır. Üyelerinde beş veya daha az sayıda parmak vardır.
• Memelilerde üst çene sabit, alt çene ise hareketlidir. Güçlü dişleri olan bu sınıftaki canlılarda etçil, otçul, hem etçil hem otçul beslenme görülür.

Bütün memelilerde iç döllenme ile yavru oluşur. Plasentalı memelilerde (kedi, fare, köpek, koyun, deve gibi) yavru gelişimini anne vücudunda tamamlar ve doğum ile dünyaya gelir. Yavrunun besin ve oksijen ihtiyacı plasenta aracılığıyla yapılır. Atık maddeleri de plasenta aracılığıyla anne vücuduna verilir.

Gagalı memeliler; döllenme sonucu oluşan yumurtalarını dış ortama bırakırlar. Yavru gelişimini dış ortamda yumurta içinde tamamlar. Yumurtadan çıkan yavru annesinin sütü ile beslenir. Ornitorenk ve karınca yiyenler gagalı memelidir.

Keseli memelilerde; çok küçük doğan yavru gelişimini annesinin kesesinde tamamlar. Kese içindeki süt bezlerinden süt emerek gelişir. Kanguru, tazmanya canavarı ve koalalar keseli memelidir.