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Les mammifères (classe des Mammalia) sont des animaux vertébrés caractérisés par la présence de glandes sudoripares, dont la forme évoluée que sont les glandes mammaires, ainsi que par la présence de poils, les trois osselets de leur oreille moyenne, utilisés pour l'audition, et l'existence dans le cerveau du néocortex. La majorité des mammifères, à l'exception notable des monotrèmes, donnent directement naissance à leurs jeunes plutôt que de pondre des œufs (viviparité). Ils possèdent également des dents spécialisées, un placenta pour l'ontogenèse, un cœur à quatre cavités.
La discipline zoologique consacrée à leur étude est la mammalogie. On dénombre près de 5 400 espèces, de la petite kitti à nez de porc (30-40 mm) à la baleine bleue (33 000 mm), répartis dans environ 1 200 genres, 153 familles et 29 ordres, cela variant selon le système de classification. La grande majorité des mammifères appartiennent au groupe des placentaires. Les quatre plus grands ordres de mammifères placentaires sont les Rodentia (souris, rats et autres petits rongeurs), les Chiroptera (chauves-souris), les Carnivora (chiens, chats, ours et autres mammifères consommant principalement de la viande), les Cetartiodactyla (de nombreuses espèces herbivores comme les cerfs, moutons, chèvres, buffles mais aussi les cétacés).
En phylogénie les mammifères sont définis comme tous les descendants du dernier ancêtre commun aux monotrèmes (échidnés et ornithorynques) et aux mammifères thériens (marsupiaux et placentaires). Cela signifie que certains groupes disparus de « mammifères » ne sont pas membres du groupe-couronne des Mammalia, même si la plupart d'entre eux ont toutes les caractéristiques qui, traditionnellement, les auraient fait considérer comme mammifères. Ces animaux sont généralement placés dans le clade des Mammaliaformes. Les premiers mammifères ont divergé de la lignée des sauropsides à la fin du Carbonifère. Les sauropsides évoluaient vers les actuels reptiles et oiseaux, tandis que la branche des synapsides devenait les mammifères d'aujourd'hui. Les mammifères « vrais » apparaissent au Jurassique. Les ordres de mammifères modernes datent de la période du Paléogène, aux époques Paléocène et Eocène.