Todos los mamíferos tienen cabello que cubre al menos parte de sus cuerpos, amamantan a sus crías a través de las glándulas mamarias y tienen corazones de cuatro cámaras musculosos. Todos los mamíferos también tienen tres huesos del oído interno: Malleus y estribo, y mandíbulas inferiores hechas de un solo hueso. Todos los mamíferos son vertebrados, lo que significa que tienen espinas dorsales y todos son de sangre caliente, lo que significa que son capaces de regular la temperatura de su propio cuerpo.
El hecho de que los mamíferos son de sangre caliente los hace capaces de vivir en casi cualquier clima de la Tierra. Sus cuerpos son capaces de mantener una temperatura interna constante independientemente de su entorno. Mantener una temperatura corporal constante requiere mucha energía, por lo que los mamíferos tienden a comer dietas abundantes.
Los mamíferos hembra producen leche para sus crías, y esta leche se secreta a través de las glándulas mamarias. La mayoría, pero no todos, los mamíferos tienen glándulas mamarias que están encerradas en los pezones. El ornitorrinco y la equidna no tienen pezones, y en su lugar secretan leche de los conductos especializados en su abdomen. La producción de leche permite a los mamíferos pasar más tiempo con sus crías y enseñarles cómo sobrevivir.
Los mamíferos son la única clase de animales en la Tierra que tienen pelo. Algunos mamíferos están completamente cubiertos de pelo, mientras que otros, como las ballenas, solo tienen parches de cabello dispersos. El cabello ayuda a los mamíferos a regular la temperatura de su cuerpo al proporcionar una capa de aislamiento entre sus cuerpos y el entorno externo.