（一）现存的最低等的哺乳动物是单孔类，包括鸭嘴兽和针鼹。
针鼹
鸭嘴兽和针鼹生活在澳大利亚和伊里安岛。鸭嘴兽体肥扁；嘴扁平突出，状似鸭喙；眼小，没有外耳；尾短而扁平；体毛细密；四肢有蹼，适于游泳，又有尖锐的爪，适于掘土。穴居在河边，在河泥底挖掘虫类食物。针鼹外形像刺猬，体毛杂有针刺；喙尖短，没有牙齿，舌有粘液；腿短，爪长而锐利，善于掘土。它们穴居在森林里，吃蚁类和其他虫类生活。
单孔类是温血动物，体温虽不高，也有变化，一般在25℃～35℃之间，但总算是在一定范围内的恒温，体表被毛可保温。它们虽没有乳头，但有乳腺，可以用乳汁哺育幼仔。胸腹之间有横膈。故应归于哺乳类。
但是单孔类的生殖方式为卵生而非胎生。另外，单孔类比较原始的地方就是它的直肠和泌尿生殖系统是同一个孔——泄殖腔，不像哺乳动物，肛门和泌尿生殖系统是分开的。
到白垩纪初期，几种原始的哺乳动物基本已经绝灭了，除了少数几种多尖齿兽类延续到新生代早期，以及从梁齿兽类发展到现存的单孔类一支外。但是，原始哺乳动物的古兽类，却在这时分化出了两支新类型的哺乳动物。
一支叫有袋类，这仍旧是一类低等哺乳类。
另一支叫胎盘类。这才是真正的胎生哺乳动物，才是高等哺乳动物。
现代有袋类主要生活在澳洲和美洲。澳洲有袋类最出名的是大袋鼠袋鼠，植食性的。它常用强有力的后腿跳跃前进。除了袋鼠之外，还有各式各样的有袋动物，如袋兔、袋熊、袋鼯、袋狼、袋獾等，有些是杂食性的，也有些是肉食性的。
袋熊
有袋类的特征首先在于它们特殊的生殖和哺育方式。有袋类虽然胎生，但由于它们的“胎盘”原始而发育不全，所以胎儿和子宫连接不紧，不能获得充分的营养，也不能有比较长的孕育期，最长的只有39天，短的只有8天。所以产出的幼仔都是“不足月”的“早产儿”，还得在母亲的育儿袋里继续养育。幼仔生出后沿着母亲的尾巴爬到育儿袋里，吸附在母亲的乳头上。母亲会准确地喷射乳汁哺育幼仔。等到幼仔能独立生活了，才在母亲袋里进进出出。
在白垩纪末期，由于大陆漂移，澳洲和亚洲完全分开。在澳洲的有袋类没有遇到高等哺乳动物的竞争，获得广泛的适应繁衍，一直继续生存到今天，成为占优势地位的动物。
美洲也在白垩纪离开了欧洲和非洲。而在第三纪早期，南美洲又由于地峡断裂而和北美洲相隔离。因此美洲、特别是南美洲也成了有袋动物的家乡。但是北美洲后来发展了高等哺乳动物。第三纪末，南美洲再一次通过地峡和北美洲连结起来。因此美洲的有袋类绝大多数在和高等哺乳动物的竞争中绝灭了，但还有一些幸存者，生存到今天。
和有袋类竞争的高等哺乳动物，就是从古兽类分化出的有胎盘类哺乳动物。
哺乳动物的出现虽然早在中生代初期的三叠纪，但是哺乳动物的大发展却在新生代。新生代是有胎盘类哺乳动物的时代。
正是中生代末期地质、气候、植物的变化以及一些其他我们还不十分清楚的因素，引起了原来在动物界占优势的爬行动物的绝灭。即使是哺乳动物，一些原始的类型也未逃过这场劫难。
这些中生代的动物类群的绝灭为新生代的动物类群的发展扫清了道路。这指的就是从原始哺乳动物的古兽类分化出的一支高等哺乳动物——有胎盘类，它们在进入新生代以后大量发展，并且随着环境条件的多样化发生辐射进化，成为新生代占优势的高等动物类群。
有胎盘类哺乳动物的主要特征就在于有胎盘。胎盘就是胚胎在母体子宫壁之间接触的区域，由内胚胎绒毛膜上的绒毛和母体的子宫内膜组成。胎盘是富有血管的海绵状器官，是保证胚胎和母体进行物质交换的纽带。胚胎在母体的子宫里发育，通过胎盘从母体吸取营养一直到成熟。很多有胎盘类哺乳动物的幼仔一生下来就是活泼的小动物，出生以后几小时就能跟随母亲自己行走了。这在动物界的生存斗争中是十分有利的。
最古老的有胎盘类哺乳动物出现在中生代的白垩纪，大概是从原始哺乳动物古兽类中分化出来，叫做食虫类。食虫类是一种小型的哺乳动物，身体外面有柔毛或硬刺，外形像小老鼠，常靠吃虫类生活，所以叫食虫类。
从化石材料看，古食虫类有一个小而结构原始的脑子，头骨低，牙齿尖锐，分化不明显，犬齿比较大，呈穿刺状。我国发现过的食虫类化石有内蒙古古新纪的肉齿猬、河北唐山更新纪下部的渤海、北京周口店更新纪中部的中国水等。古食虫类原始但没有特化，因此具有广阔的发展前途。
在哺乳动物的进化史上，食虫类占据了一个十分重要的位置。绝大部分哺乳动物，包括我们人类在内，都是从食虫类分化发展出来的。它是有胎盘类哺乳动物辐射进化的中心。从食虫类这一基干出发，从中生代末期到新生代，适应地球上多种多样的环境条件，向各个不同方向辐射出多种多样的进化支系。我们把有胎盘类归并成八大类群。
首先，有一些目显得和原始有胎盘类——食虫类有一定的亲缘关系。这包括食虫目本身；还有蝙蝠蝙蝠，属于翼手目；还有一个目叫皮翼目，以能滑翔飞行的飞猴作为代表，也是来源于食虫类的。
第二个类群是食肉哺乳动物。早期的食肉哺乳动物，所谓古食肉目，也明显起源于食虫类。
第三个类群是鲸类，属于鲸目。这一类群由于适应海洋生活而极度特化，它们可以说是海洋食肉动物。
第四个类群是有蹄哺乳动物，是食草动物。原始有蹄哺乳动物属于踝节目，它和某些早期古食肉类可能有共同的起源。
第五个类群兔形目，包括兔类和鼠兔类，是一个分明而独立的目，也可能起源于踝节类。
第六个类群啮齿目，包括各种鼠类，是现代哺乳动物中种数和个体都居第一位的一个目，但它却处在一种难以理解的孤立状态。
第七，哺乳动物中另一孤立的目是贫齿目，包括食蚁兽、犰狳等。在旧大陆的鳞甲目，包括各种穿山甲，也是一个孤立的目，化石史很不清楚。新旧大陆的这两个孤立的目可以作为一个类群。
第八，还有一些哺乳动物的目，虽然它们的外形和适应上很不相同，但根据它们的形态构造，还是可以把它们联系起来的，作为一大类群。它们是：长鼻目，包括各种象；海牛目，是一类水生食草动物；索齿目，是已经绝灭的一类水生食草动物；蹄兔目，包括非洲和小亚细亚的蹄兔；重脚目，是已经绝灭的一类大的有蹄动物，发现在埃及的渐新纪地层里。
下面就对一些有代表性的哺乳动物的进化史作简略的介绍。