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。
最大的哺乳动物:蓝鲸
最大的陆生哺乳动物:非洲象
最高的哺乳动物:长颈鹿
跑得最快的哺乳动物:猎豹
行动最缓慢的哺乳动物:三趾树懒